论文部分内容阅读
集合预报技术是提供概率天气预报、估计数值预报不确定性的一种有效手段。发展构建合理的风暴尺度集合预报技术已成为目前国际上的研究热点。本文基于WRF模式，首先将随机物理倾向扰动(SPPT)方案引入风暴尺度集合预报系统，通过敏感性试验得出适用于本次试验研究的最佳SPPT方案参数配置，并探讨了SPPT方案的模拟降水特征;其次提出一种新的混合模式扰动(SPMP)方案，并与多物理扰动(MP)和SPPT构成三组试验，分析不同方案的集合预报效果，最后讨论三组模式扰动的扰动演变特征和能量传播机制。主要结论如下: (1)SPPT方案时空参量的选择与天气过程中的大尺度信息、中小尺度系统的活跃程度以及模式的时空分辨率有一定的联系，SPPT扰动振幅的选取在一定范围内越大越好，本次试验的时空尺度选择6h和100km，扰动振幅选择0.525最为合理。另外，SPPT方案集合成员在局部地区可以较大幅度地改变降水量但是对降水落区的准确模拟存在一定的局限性。 (2)SPPT方案对低层和近地面的的扰动效果较好，尤其是对近地面水汽场;扰动的影响主要作用于积分中后期。SPMP方案在中高层扰动效果更为显著;在各个层次上整个积分时段中，风场和温度场中集合成员可信度最高，能有效弥补单独使用MP和SPPT方案时在不同积分时段的不足，在短时的强降水预报中能获得较高的预报技巧。 (3)SPMP水平扰动特征受MP控制;在垂直方向上积分后期SPMP扰动在低层受SPPT影响而高层扰动形态被MP扰动主导。从扰动能量分析，各方案小尺度能量较大尺度能量先达饱和，扰动能量随积分时间有向大尺度传播的趋势;SPPT方案的扰动能量随时间增长速率要远大于多物理和混合扰动。SPMP能有效补偿SPPT和MP方案在不同尺度上的能量耗散。