HLAFS显式云降水方案及其对暴雨和云的模拟(II)暴雨和云的模拟.pdfVIP

第 卷 增刊 应 用 气 象 学报 ， !. ;= !. (?@@= 年 月 -/ / 01234% 1’ 55%)67 86*6131%19):% (:)64:6 8ABCD -/ !#$% 显式云降水方案及其对暴雨和云的模拟 （ ）暴雨和云的模拟! 刘奇俊 胡志晋 周秀骥 （中国气象科学研究院，北京 !#!） 摘 要 在 业务数值预报模式的动力框架下，利用文章（）所述的显式云降水方案，对一 $%’( ) 次暴雨过程和伴随着的云物蓝砸淮伪 雨过程和伴随着的云物泪果表明，显式方案对降水 落区和强降水中心位置的预报较原$%’( 的大尺度饱和凝结方案有明显改进。模式能合 理地揭示出暴雨发生、发展过程中的云系演变规律和云物理过程。冰相过程对降水、中尺度 热力和动力场有明显影响，特别是冰相过程有利于降水的早期的形成速率。与卫星*++ 资 料的对比分析表明，引进显式方案后，模式能较合理地模拟出云系的轮廓、位置、范围、强度、 生消和移向，模式模拟出的云顶温度与卫星测量出的云顶温度较为一致。 关键词： 数值预报模式 显式云降水方案 云物理过程 暴雨模拟 $%’( 引 言 目前我国业务运行的有限区数值预报模式$%’( 处理网格尺度降水采用的是饱和 凝结方案。具体方法是，先求出网格点上的相对湿度，检查其是否已超过某一阈值，如果 已超过该阈值，则令超过部分的湿度为凝结量，同时加热大气，这些凝结量即为降水，降水 在下落过程中，如遇到该层大气未饱和，则降水在这层蒸发并使大气降温，直至该层的相 ［］ 对湿度达到阈值。最后各层剩余的凝结物到达地面而成降水 ! 。这种方法并未充分考虑 格点上的云和降水微物理过程，是最基本和最简单的处理层云降水的降水方案，业务数值 预报模式多采用这种方案。这种方案中成云降雨过程瞬时完成，只能预报降水量，而不能 客观预报云特征和云况，该方案尽管考虑了凝结潜热，但未能考虑水凝物负荷和冰,水转 化等云微物理过程，且云下蒸发计算过于简化。 尽管云降水显式方案有明确的物理基础，但在实际暴雨模拟中，究竟采取哪一种方案 结果会更理想，需要深入比较。本文利用在文章（）中发展和建立的包括有三套相互独立 ) ［］ 的云降水显式方案 - $%’( 模式 ，对一次台风登陆造成的暴雨过程进行了模拟，重点比 较原$%’( 的湿物理方案与加入云降水显式方案后的预报结果；研究和分析暴雨过程中 的云物理过程。 本研究得到 项目“我国重大天气灾害的形成机理和预测理论研究”、“十五”攻关“人工增雨技术研究及示 ! EF/ 范（编号： ）”以及“九五”攻关“人工增雨成套技术预研究”的共同资助。 -!+G! H G 万方数据 收到， 收到修改稿。 --,E,!. --,!!,!! 增刊 刘奇俊等： 显式云降水方案及其对暴雨和云的模拟（）暴雨和云的模拟 12345 ??