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  • 【期刊】 中国区域近地面风速动力降尺度研究

    刊名:干旱气象 作者:于丽娟 ; 尹承美 ; 林应超 ; 何建军 关键词:动力降尺度 ; 风速 ; 风能评估 机构:山东济南市气象局 ; 山东济南市气象局 ; 南开大学环境科学与工程学院 ; 中国气象科学研究院 年份:2017
    摘要:利用2006年NCEPFNL再分析资料和气象站点观测资料,评估中国区域近地面风速WRF动力降尺度效果.结果表明:WRF模式显著高估近地面风速,在风速较大(小)的区域,WRF模式低(高)估了近地面风速;春季和冬季WRF模式模拟的近地面风速误差较大,夏季和秋季模拟的风速误差相对较小;西北干旱区、青藏高原和华南地区WRF模式模拟的风速误差较大,其他地区风速误差相对较小;3种边界层参数化方案(YSU、MYJ和ACM2)中ACM2方案模拟的风速偏差最小.
  • 【期刊】 青藏高原极端气温的动力降尺度模拟

    刊名:《高原气象》 作者:肖林鸿 ; 高艳红 ; Chen ; 许建伟 ; 李凯 ; 李霞 ; 蒋盈沙 关键词:动力降尺度 ; 极端气温 ; 边界条件 ; 陆面模式 机构:中国科学院寒区旱区环境与工程研究所寒旱区陆面过程与气候变化重点试验室 ; 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所寒旱区陆面过程与气候变化重点试验室 ; 中国科学院大学 ; National ; Center ; Atmospheric ; Research ; Boulder 年份:2016
    摘要:利用ERA-Interim再分析资料作为边界条件,基于耦合陆面模式Noah-MP的区域气候模式WRF在东亚区域进行了动力降尺度模拟(简称WRF2),对比格点观测资料,评估了动力降尺度对青藏高原极端气温指数的模拟能力,在此控制试验基础上,分别将WRF的陆面模式替换为Noah LSM,边界条件替换为CCSM4,进行了两组敏感性试验(分别是WRF1和WRF3),通过与控制试验的比较,分析了边界条件和陆面模式对极端气温指数模拟的影响。结果表明,WRF2能较好地模拟青藏高原极端气温指数气候态的空间分布,但存在一定的冷偏差;受边界条件影响WRF3模拟的极端气温指数的气候倾向率存在负偏差。同时,尽管采用不同的边界条件,耦合相同陆面过程的两次数值试验对极端气温空间分布的模拟能力相似,相比WRF2,WRF1表现出更强的冷偏差;但边界条件对极端气温指数气候倾向率的影响大于陆面模式,WRF3模拟的极端气温指数气候倾向率与观测结果更为接近。
  • 【期刊】 区域气候动力降尺度方法研究综述

    刊名:中国科学:地球科学 作者:徐忠峰 ; 韩瑛 ; 杨宗良 关键词:全球气候模式 ; 误差订正 ; 区域气候模式 ; 降尺度 ; 气候变化预估 机构:中国科学院大气物理研究所东亚区域气候-环境重点实验室 ; 中国科学院大气物理研究所东亚区域气候-环境重点实验室 ; Department ; Geological ; Sciences ; Jackson ; School ; Geosciences ; University ; Texas ; Austin 年份:2019
    摘要:传统意义上的动力降尺度是指利用全球模式的模拟结果直接驱动区域模式,从而获得高分辨率气候信息的方法.由于该方法具有坚实的物理基础并可以获得全套气候变化信息,已经成为获取未来区域高分辨率气候信息的重要手段之一.然而,由于受模式系统误差的影响,传统动力降尺度的模拟结果往往会出现较大的偏差,这又在一定程度上限制了该方法在气候变化影响评估中的应用.为了提高动力降尺度的效果,近年来国内外发展了一系列改进的动力降尺度方法.目前的动力降尺度方法大体可分为四类:传统的动力降尺度方法、伪全球增暖方法、考虑全球模式误差订正的动力降尺度方法以及同时考虑全球模式和区域模式误差订正的动力降尺度方法.文章归纳总结了近年来动力降尺度方法的主要研究进展,分析了不同方法的优点和不足,阐述了动力降尺度研究面临的问题与挑战,最后提出了未来动力降尺度方法研究的潜在发展方向.
  • 【期刊】 青藏高原极端气温的动力降尺度模拟

    刊名:高原气象 作者:肖林鸿[1,2] ; 高艳红[1] ; Chen Fei[3] ; 许建伟[1] ; 李凯[1] ; 李霞[1,2] ; 蒋盈沙[1,2] 关键词:动力降尺度 极端气温 边界条件 陆面模式 机构:中国科学院寒区旱区环境与工程研究所寒旱区陆面过程与气候变化重点试验室 ; 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所寒旱区陆面过程与气候变化重点试验室 ; 中国科学院大学 年份:2016
    摘要:利用ERA-Interim再分析资料作为边界条件,基于耦合陆面模式Noah-MP的区域气候模式WRF在东亚区域进行了动力降尺度模拟(简称WRF2),对比格点观测资料,评估了动力降尺度对青藏高原极端气温指数的模拟能力,在此控制试验基础上,分别将WRF的陆面模式替换为Noah LSM,边界条件替换为CCSM4,进行了两组敏感性试验(分别是WRF1和WRF3),通过与控制试验的比较,分析了边界条件和陆面模式对极端气温指数模拟的影响。结果表明,WRF2能较好地模拟青藏高原极端气温指数气候态的空间分布,但存在一定的冷偏差;受边界条件影响WRF3模拟的极端气温指数的气候倾向率存在负偏差。同时,尽管采用不同的边界条件,耦合相同陆面过程的两次数值试验对极端气温空间分布的模拟能力相似,相比WRF2,WRF1表现出更强的冷偏差;但边界条件对极端气温指数气候倾向率的影响大于陆面模式,WRF3模拟的极端气温指数气候倾向率与观测结果更为接近。
  • 【期刊】 华东地区极端降水动力降尺度模拟及未来预估

    刊名:气候与环境研究 作者:魏培培 ; 董广涛 ; 史军 ; 张博文 关键词:动力降尺度 ; 中国华东 ; 区域气候模式 ; 极端降水 ; 气候模拟和预估 机构:上海应用技术大学 ; 上海应用技术大学 ; 上海市气候中心 年份:2019
    摘要:利用CMIP5(Coupled Model Intercomparison Project Phase 5)数据集中的全球模式IPSL-CM5A-LR及其嵌套的区域气候模式WRF (Weather Research and Forecasting),分别评估了模式对1981~2000中国华东区域极端降水指标的模拟能力,并讨论了RCP8.5排放情景下21世纪中期(2041~2060年)中国华东极端降水指标的变化特征。相比驱动场全球气候模式,WRF模式更好地再现了各个极端指数空间分布及各子区域降水年周期变化。在模拟区域气候特点方面,WRF模拟结果有所改进,并在弥补全球模式对小雨日过多模拟的缺陷起到了明显的作用。21世纪中期,华东区域的降水将呈现明显的极端化趋势。WRF模拟结果显示年总降雨量、年大雨日数、平均日降雨强度在华东大部分区域的增幅在20%以上;年极端降雨天数、连续5 d最大降水量的增幅在华东北部部分区域分别超过了50%和35%,同时最长续干旱日在华东区域全面增加;且变化显著的格点主要位于增加幅度较大的区域。未来华东区域会出现强降水事件和干旱事件同时增加的情况,降水呈现明显的极端化趋势,且华东北部极端化强于华东南部。
  • 【期刊】 动力降尺度方法在辐射雾大涡模拟中的应用

    刊名:北京大学学报:自然科学版 作者:林继配[1,2] ; 张庆红[1] 关键词:辐射雾 ; 大涡模拟 ; 边界层 ; 降尺度 ; 计算机时 机构:北京大学物理学院大气与海洋科学系 ; 北京大学物理学院大气与海洋科学系 ; 北京100871\中国人民解放军91181部队 年份:2017
    摘要:针对大涡模拟(LES)计算精确但耗费大量计算机资源的特点,采用动力降尺度的方法,把传统的边界层(PBL)方案与LES模拟相结合,利用WRFV3.7模式四重到五重嵌套网格,以华北地区一次辐射雾为例进行模拟,试图保留LES计算精确的特点,并减少计算机时。结果表明,动力降尺度方法能够准确地预报雾的发生,与同样水平分辨率的LES模拟相比,四层嵌套网格节省47.02%计算机时,五层嵌套网格节省67.67%计算机时,可以为未来高分辨率业务预报系统的LES模拟实现提供一种可能性。
  • 【期刊】 动力降尺度方法在辐射雾大涡模拟中的应用

    刊名:北京大学学报(自然科学版) 作者:林继配 ; 张庆红 关键词:辐射雾 ; 大涡模拟 ; 边界层 ; 降尺度 ; 计算机时 机构:北京大学物理学院大气与海洋科学系 ; 北京大学物理学院大气与海洋科学系 ; 中国人民解放军91181部队 ; 北京大学物理学院大气与海洋科学系 年份:2017
    摘要:针对大涡模拟(LES)计算精确但耗费大量计算机资源的特点,采用动力降尺度的方法,把传统的边界层(PBL)方案与LES模拟相结合,利用WRFV3.7模式四重到五重嵌套网格,以华北地区一次辐射雾为例进行模拟,试图保留LES计算精确的特点,并减少计算机时.结果表明,动力降尺度方法能够准确地预报雾的发生,与同样水平分辨率的LES模拟相比,四层嵌套网格节省47.02%计算机时,五层嵌套网格节省67.67%计算机时,可以为未来高分辨率业务预报系统的LES模拟实现提供一种可能性.
  • 【期刊】 基于WRF张弛方法的辽宁地区动力降尺度研究

    刊名:气象与环境学报 作者:易雪 ; 李得勤 ; 赵春雨 ; 周晓字 ; 崔妍 ; 侯依玲 关键词:区域气候场 ; WRF模式 ; 观测张弛 ; 分析张弛 ; 气候模拟 机构:[1]沈阳区域气候中心 ; [1]沈阳区域气候中心 ; [2]沈阳中心气象台 年份:2018
    摘要:动力降尺度被广泛的应用于区域气候降尺度工作中,用来制作高时空分辨率的区域气候场。苓文采用WRF模式的张弛方法对美国第三代再分析资料(CFSR)进行了动力降尺度,使用观测张弛法同化自动气象站观测资料的同时,采用分析张弛法同化了大尺度再分析资料。选取辽宁省7月和10月作为夏季和秋季代表月份,分析不同降尺度方案对地面要素的模拟能力,发现使用张弛方法在区域气候降尺度过程中,可以明显提高地面2 nl温度、10 m风速和2 m相对湿度的模拟能力,其中使用张弛算法同化大尺度的再分析资料和观测资料的准确度最高,相较于控制试验,7月和10月温度、风速和相对湿度的平均均方根误差分别减少了25%、39%和30%。
  • 【期刊】 WRF模式对中国夏季降水的动力降尺度模拟研究

    刊名:气象科学 作者:胡海洋 ; 胡轶佳 ; 钟中 ; 朱益民 关键词:降水 ; 双重动力降尺度 ; WRF模式 机构:解放军理工大学气象海洋学院 ; 解放军理工大学气象海洋学院 年份:2015
    摘要:采用NCEP的FNL再分析资料驱动WRF模式,对中国10 a(2000—2009年)夏季降水进行双重动力降尺度(双重嵌套)模拟,将子、母区域模拟结果和观测进行对比,以检验双重动力降尺度对中国夏季降水模拟的"增值"能力。结果表明:单重动力降尺度(单重嵌套)方法能较好模拟出中国10 a夏季平均降水的空间分布,对季风雨带"北跳"特征模拟较好,但模拟降水具有系统性正偏差。在母区域的强迫下,双重动力降尺度模拟的降水分布与单重动力降尺度相比,没有发生根本性变化。但由于子区域的分辨率要高于母区域,双重动力降尺度比单重动力降尺度能提供更多有价值的降水细节。双重动力降尺度的这种"增值"能力存在地域依赖性,在华南地区和江淮地区,双重动力降尺度模拟出的降水分布、量值和逐日演变都要好于单重动力降尺度。但在华北地区,双重动力降尺度没有表现出明显的"增值"。
  • 【会议】 青藏高原近地面风速的动力降尺度模拟评估

    作者:李霞 ; 高艳红 ; 潘永洁 ; 续昱 关键词:动力降尺度 ; 青藏高原 ; 风速 机构:中国科学院西北生态环境资源研究院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室 ; 中国科学院西北生态环境资源研究院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室 ; 中国科学院大学 年份:2018
    摘要:在全球变暖背景下,青藏高原的气候发生显著变化且具有其独特性。风速变化是高原气候变化的显著信号之一。研究青藏高原风速的变化对风能的可持续利用,减少强风引起的极端灾害,治理沙漠化以及维护生态环境等方面具有重要的科学意义。目前,高原风速的研究大多基于站点观测资料,但由于高原特殊的地理环境和高海拔,其观测站点稀少且主要分布在人类容易到达的低海拔地区。因此,仅利用站点观测资料对高原风速的研究存在一定的不确定性且不能预估未来风速的变化。全球气候模式(GCMs)是预估气候变化的重要手段,但大多数GCMs的分辨率低,不能模拟出较小尺度地形和地面特征对气候变化的影响。因此,为了获取高分辨率的准确的气候变化研究资料,利用区域气候模式(RCMs)对GCMs的结果进行动力降尺度意义重大。本研究主要利用WRF模式对青藏高原近地面风速进行了高分辨率的动力降尺度模拟,并通过与观测数据以及ERA-Interim再分析数据做比较评估了动力降尺度的模拟结果。研究发现,动力降尺度模拟的1980–2005年高原多年平均和季节平均近地表风速均比观测值偏大,尤其是在冬季,这主要是由纬向风分量的模拟偏大引起的。从变化趋势来看,观测的风速呈显著减小趋势,尤其是在4000 m以上的高海拔地区。ERA-Interim的风速没有显示出观测风速的显著减小趋势,受驱动数据的影响,动力降尺度模拟的年平均风速减小趋势也不显著。但是,动力降尺度对风速减小趋势的模拟在冬季优于夏季,这主要是因为观测的纬向风分量在夏季为逐渐减弱的西风,而模拟的纬向风分量在夏季为逐渐增强的东风。通过选择准确的驱动资料,加强边界层参数化方案中的动量传输过程以及在模式中充分考虑地表非均匀性对模拟结果的影响等可能提高动力降尺度对近地面风速的模拟性能。
  • 【期刊】 气候动力降尺度方法在复杂下垫面的应用研究

    刊名:兰州大学学报:自然科学版 作者:王雅萍 张武 黄晨然 关键词:动力降尺度 中尺度天气预报模式 复杂下垫面 初始场 松弛逼近 机构:兰州大学大气科学学院 ; 兰州大学大气科学学院 ; 半干旱气候变化教育部重点实验室 年份:2015
    摘要:在传统的以不断更新侧边界场而只进行一次初始场输入的动力降尺度基础上,利用中尺度天气预报模式设计了不同频次初始场的输入,以期检验其在复杂下垫面下的一个站点(SCAOL站)范围的模拟效果,从而改进该站长时间积分模拟的有效性.加入了中尺度天气预报模式自带的分析松弛研究其模拟效果.结果表明4种方案对地面向上2 m处的温度和相对湿度的模拟要优于对10 m处风速的模拟.“分析松弛”表现出了对地面相对湿度模拟很好的改善,却不适宜对地表热量通量的模拟,且对10 m处风速的模拟结果变化平缓;增加初始场输入频次对地表热量通量的模拟有改善,对其他3个变量的模拟结果影响不明显.
  • 【期刊】 气候动力降尺度方法在复杂下垫面的应用研究

    刊名:兰州大学学报:自然科学版 作者:王雅萍 张武 黄晨然 关键词:动力降尺度 中尺度天气预报模式 复杂下垫面 初始场 松弛逼近 机构:兰州大学大气科学学院 ; 兰州大学大气科学学院 ; 半干旱气候变化教育部重点实验室 年份:2015
    摘要:在传统的以不断更新侧边界场而只进行一次初始场输入的动力降尺度基础上,利用中尺度天气预报模式设计了不同频次初始场的输入,以期检验其在复杂下垫面下的一个站点(SCAOL站)范围的模拟效果,从而改进该站长时间积分模拟的有效性.加入了中尺度天气预报模式自带的分析松弛研究其模拟效果.结果表明4种方案对地面向上2 m处的温度和相对湿度的模拟要优于对10 m处风速的模拟.“分析松弛”表现出了对地面相对湿度模拟很好的改善,却不适宜对地表热量通量的模拟,且对10 m处风速的模拟结果变化平缓;增加初始场输入频次对地表热量通量的模拟有改善,对其他3个变量的模拟结果影响不明显.
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