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多普勒天气雷达资料对中尺度模式短时预报的影响 被引量:68
1
作者 盛春岩 浦一芬 高守亭 《大气科学》 CSCD 北大核心 2006年第1期93-107,共15页
利用中尺度模式ARPS(The Advanced Regional Prediction System)及其资料分析系统ADAS(ARPS Data Analysis System),将国内新一代多普勒雷达(CINRAD)反射率及径向风资料直接用于中尺度数值模拟,通过一次华北地区暴雨过程的模拟... 利用中尺度模式ARPS(The Advanced Regional Prediction System)及其资料分析系统ADAS(ARPS Data Analysis System),将国内新一代多普勒雷达(CINRAD)反射率及径向风资料直接用于中尺度数值模拟,通过一次华北地区暴雨过程的模拟对比试验,分析了雷达资料对初始场的改进效果及其对模拟结果的影响,结果表明:(1)利用雷达径向风资料对初始风场进行调整后,自近地面到对流层顶的u,υ,ω都发生了变化,调整后的初始风场在对流层中层变化最大。(2)利用雷达反射率进行微物理调整和云分析能调整初始场中的云水信息,使得雷达回波附近3km以下的水汽混合比(qv)增加,4km以下的雨水混合比(qr)增加,对流层(约10km以下)的云水混合比(qc)增加,4~9km的对流层上部云冰混合比(qi)和雪混合比(qs)增加。ADAS通过非绝热初始化调整温度场,从而得到了一个动力和热力上平衡的初始场。(3)模拟的1h雨量与实况的对比表明,同时利用雷达反射率和径向风改进过的初始场能明显增强3h内的降水强度和落区预报,改善中尺度数值模式短时定量降水预报。模拟的1h流场对比分析表明,经雷达径向风调整后,能够在初始场中增加气旋性涡旋等中小尺度风信息,明显减少模式的spin-up时间。(4)通过对雷达径向风和反射率对模式初始场和模拟结果影响的对比分析发现,雷达径向风主要是改进初始风场,而雷达反射率主要是改进初始场中的湿度参数,增加初始场中云水等的含量,调整温度场。通过模拟的6h降水对比发现,利用雷达径向风调整初始场后,对降水模拟有一定的改进,但效果不甚明显,而雷达反射率资料对定量降水预报改进效果明显,同时使用雷达径向风和反射率资料改进初始场后对降水的模拟效果最明显。 展开更多
关键词 arps模式 雷达资料同化 初始场 3h短时预报
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多普勒雷达资料在中尺度模式短时预报中的应用 被引量:11
2
作者 智协飞 高洁 张小玲 《气象科学》 CSCD 北大核心 2010年第2期143-150,共8页
将国内新一代多普勒雷达基数据Lev-Ⅱ的9个仰角的原始反射率和径向风资料应用于中尺度模式ARPS(the Advanced Regional Prediction System),通过对2007年7月18日济南短时特大暴雨过程的个例研究,分析了雷达资料对初始场的改进效果及其... 将国内新一代多普勒雷达基数据Lev-Ⅱ的9个仰角的原始反射率和径向风资料应用于中尺度模式ARPS(the Advanced Regional Prediction System),通过对2007年7月18日济南短时特大暴雨过程的个例研究,分析了雷达资料对初始场的改进效果及其对模拟结果的影响。结果表明,同时利用雷达反射率和径向风资料改进过的初始场能明显改善中尺度数值模式短时定量降水预报。对比风场发现,雷达径向风调整后在初始场中出现明显的中小尺度特征,能减少模式的spin-up时间。随着积分的进行,对水汽场的调节也有一定作用,但相对于风场调节不够显著。雷达反射率主要是改进初始场中的湿度参数,增加初始场中云水等含量。积分开始后,对风场调整也很显著。此次模拟,控制试验较好地预报出雷达回波的分布和水汽中心,对应的降水落区与实况也较为接近,但对雷达回波中心强度的预报略大,相应地降水量的预报也偏大。 展开更多
关键词 arps模式 雷达径向速度 雷达反射率
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卫星资料在模式初值中的初步应用研究 被引量:4
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作者 暴冬玲 李耀东 +1 位作者 史小康 高华 《高原气象》 CSCD 北大核心 2010年第4期894-903,共10页
运用物理初值化方法,将气象卫星资料引入模式初始场,使初始场向观测场逼近,试图改进由于初始资料不完善而造成的模式积分前期降水量偏少的现象。应用ARPS中尺度模式对天津地区的一次强降水天气过程进行了数值模拟对比试验,结果表明,加... 运用物理初值化方法,将气象卫星资料引入模式初始场,使初始场向观测场逼近,试图改进由于初始资料不完善而造成的模式积分前期降水量偏少的现象。应用ARPS中尺度模式对天津地区的一次强降水天气过程进行了数值模拟对比试验,结果表明,加入卫星观测资料后,部分卫星观测为对流云区,水汽和云水物质的水平和垂直分布进行了较为明显的调整,模式的临近短时降水预报也有明显增强的趋势。可判断出模式的初始状况更接近观测实际,对提高中小尺度天气系统的短期和临近预报的准确率有积极作用。 展开更多
关键词 卫星资料 物理初值化 arps中尺度模式 数值模拟
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雷达资料同化对一次EF3级龙卷数值模拟的影响
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作者 朱皓清 蔡志颖 +1 位作者 姚余辉 郑涵 《中国新技术新产品》 2023年第14期139-142,共4页
该文选取2021年5月14日苏州市一次EF3级龙卷过程,利用ARPS模式设计敏感性试验,检验了雷达资料同化和循环同化对龙卷风暴预报效果的影响,得出以下3个结论:1)同化雷达反射率或径向速度均对龙卷风暴的模拟有积极作用,且同时同化雷达反射率... 该文选取2021年5月14日苏州市一次EF3级龙卷过程,利用ARPS模式设计敏感性试验,检验了雷达资料同化和循环同化对龙卷风暴预报效果的影响,得出以下3个结论:1)同化雷达反射率或径向速度均对龙卷风暴的模拟有积极作用,且同时同化雷达反射率和径向速度效果最好。2)随着雷达同化次数增加,雷达同化对模拟的效果会趋于上限;同化时间间隔过短也会导致模式热动力场在积分前期不平衡,对模拟起副作用。3)循环同化次数应控制在2~3次,同化间隔在20min左右较为合适。 展开更多
关键词 龙卷风暴 arps模式 雷达同化 高分辨率
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雷达资料在登陆台风“桑美”数值模拟中的应用 被引量:19
5
作者 施丽娟 许小峰 +2 位作者 李柏 杨洪平 许凤雯 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2009年第3期257-266,共10页
将国内多普勒天气雷达的反射率因子及径向风资料引入ARPS-3DVar同化系统进行同化,针对2006年登陆浙江苍南并造成严重影响的超强台风"桑美",探讨多普勒雷达资料同化对台风模拟初始场和预报场的改进作用。结果表明:利用ARPS-3D... 将国内多普勒天气雷达的反射率因子及径向风资料引入ARPS-3DVar同化系统进行同化,针对2006年登陆浙江苍南并造成严重影响的超强台风"桑美",探讨多普勒雷达资料同化对台风模拟初始场和预报场的改进作用。结果表明:利用ARPS-3DVar同化雷达资料可以明显改善6 h同化窗口内的降水、风场和回波结构,并能提高模式对中尺度雨团位置、强度的模拟能力;雷达资料初始场同化后模拟的台风涡旋和台风眼结构与位置更加接近实况,各物理量空间分布结构更具有明显中尺度特征,从而改善了台风路径和降水的预报。但模拟过程中台风强度模拟偏弱,有待进一步改进。 展开更多
关键词 arps模式 雷达资料 三维变分同化 初始场 登陆台风
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一次大气波导过程的数值模拟 被引量:14
6
作者 胡晓华 费建芳 +1 位作者 张翔 韩锐 《气象科学》 CSCD 北大核心 2008年第3期294-300,共7页
利用ARPS模式对南京周围地区的一次大气波导过程进行了数值模拟,通过对南京站初始时刻、6 h和14 h的模拟结果分析表明:同化探空资料的初始场较NCEP资料更接近实况,初始场对预报结果的影响具有一定的持续性,且同化了探空资料的初始场的... 利用ARPS模式对南京周围地区的一次大气波导过程进行了数值模拟,通过对南京站初始时刻、6 h和14 h的模拟结果分析表明:同化探空资料的初始场较NCEP资料更接近实况,初始场对预报结果的影响具有一定的持续性,且同化了探空资料的初始场的模拟结果比未同化探空资料的初始场的模拟结果较接近于真实大气状况;同化多个测站探空资料的数值模拟表明ARPS模式对大气波导具有一定的预报能力。 展开更多
关键词 大气波导 arps模式 数值模拟 探空资料
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一次受台风影响的大气波导过程分析和数值模拟 被引量:12
7
作者 胡晓华 费建芳 +1 位作者 李娟 李婧 《海洋预报》 2007年第2期17-25,共9页
利用NCEP再分析资料及实况探空资料,对2002年8月31日台风“鹿莎”靠近和进入韩国期间,在我国东部地区大气波导的发生情况,以及相对应物理量场进行分析发现:湿度递减以及辐散下沉运动与大气波导的发生有很好的对应关系。运用中尺度预报模... 利用NCEP再分析资料及实况探空资料,对2002年8月31日台风“鹿莎”靠近和进入韩国期间,在我国东部地区大气波导的发生情况,以及相对应物理量场进行分析发现:湿度递减以及辐散下沉运动与大气波导的发生有很好的对应关系。运用中尺度预报模式ARPS对这次大气波导过程进行了两种方案的数值模拟试验,结果表明:对大气波导进行数值模拟时,初始场非常重要。在初始时刻同化了探空资料后的初始场更接近真实大气状况,同化探空资料初始场的模拟结果比没有同化探空资料初始场的模拟结果更接近于实际探空资料。 展开更多
关键词 大气波导 台风 arps模式 数值模拟
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一次飑线过程的数值模拟和动力分析 被引量:4
8
作者 余清平 王兴宝 陈中一 《解放军理工大学学报(自然科学版)》 EI 2002年第1期79-85,共7页
用美国俄克拉荷马州大学“风暴分析预报中心”(CAPS)开发的 ARPS(Advanced Regional Predic-tion System)非静力中尺度数值模式讨论了美国 VORTEX- 95试验期间的一次飑线过程的触发和维持机制。试验表明 ,地面中尺度汇合线或切变线是此... 用美国俄克拉荷马州大学“风暴分析预报中心”(CAPS)开发的 ARPS(Advanced Regional Predic-tion System)非静力中尺度数值模式讨论了美国 VORTEX- 95试验期间的一次飑线过程的触发和维持机制。试验表明 ,地面中尺度汇合线或切变线是此次飑线过程主要的触发系统和重要的维持机制之一 ;对流凝结潜热加热和高低空急流耦合在飑线的发展和维持有重要作用。此外 ,ARPS模式成功地模拟了飑线的 β中尺度结构特征 ,表明该模式对飑线强对流天气系统有较强的模拟能力。 展开更多
关键词 飑线过程 数值模拟 动力分析 arps模式
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一次飑线过程的三维模拟 被引量:9
9
作者 余清平 陈中一 王永升 《气象科技》 北大核心 2002年第3期144-151,共8页
用美国俄克拉荷马州大学“风暴分析预报中心” (CAPS)开发的ARPS非静力中尺度数值模式对发生在美国VORTEX - 1995试验期间的一次飑线过程进行了三维模拟 ,ARPS模式成功地模拟了飑线的中 β尺度结构特征 ,该模式对飑线强对流天气系统有... 用美国俄克拉荷马州大学“风暴分析预报中心” (CAPS)开发的ARPS非静力中尺度数值模式对发生在美国VORTEX - 1995试验期间的一次飑线过程进行了三维模拟 ,ARPS模式成功地模拟了飑线的中 β尺度结构特征 ,该模式对飑线强对流天气系统有较强的模拟能力。试验研究表明 ,地面中尺度汇合线或切变线是此次飑线过程主要的触发系统和重要的维持机制之一 ;对流凝结潜热释放在飑线的发生、发展中有重要作用 ; 展开更多
关键词 三维模拟 飑线 arps模式 三维模拟 中β尺度结构特征 CAPS 强对流天气
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多普勒雷达资料在一次强飑线天气过程的同化应用试验 被引量:2
10
作者 苏万康 《安徽农业科学》 CAS 北大核心 2011年第18期10964-10967,10976,共5页
利用CAPS(Center for Analysis and Prediction of Storm)研发的ARPS中尺度模式及其资料分析和同化系统ADAS,将广东和福建6部多普勒雷达基数据同时同化进ARPS模式中,对2005年3月22日发生在福建中南地区大范围的一次强飑线天气过程进行... 利用CAPS(Center for Analysis and Prediction of Storm)研发的ARPS中尺度模式及其资料分析和同化系统ADAS,将广东和福建6部多普勒雷达基数据同时同化进ARPS模式中,对2005年3月22日发生在福建中南地区大范围的一次强飑线天气过程进行了数值对比试验。结果表明,经过雷达资料同化后,ARPS模式对飑线天气系统有较强的模拟能力,降低了模拟强飑线在时间和空间上的误差,改善预报结果;采用循环同化多部雷达资料技术,有助于在实际业务中提高强对流天气短时预报能力。 展开更多
关键词 雷达资料同化 arps模式 飑线 ADAS
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雷达资料同化在局地强对流预报中的应用 被引量:24
11
作者 薛谌彬 陈娴 +2 位作者 吴俞 徐星生 高勇 《大气科学》 CSCD 北大核心 2017年第4期673-690,共18页
采用ARPS模式的资料分析系统ADAS同化多普勒雷达径向速度和反射率因子资料,分析两者对初始场的改进作用,并应用于WRF中尺度模式中对2012年8月21日江西省一次局地强对流过程进行了模拟试验。分析结果表明:(1)ADAS同化系统能够利用雷达径... 采用ARPS模式的资料分析系统ADAS同化多普勒雷达径向速度和反射率因子资料,分析两者对初始场的改进作用,并应用于WRF中尺度模式中对2012年8月21日江西省一次局地强对流过程进行了模拟试验。分析结果表明:(1)ADAS同化系统能够利用雷达径向速度和反射率因子资料有效增加初始场中的中小尺度风场信息和云、水物质含量,并通过湿绝热或非绝热初始化对温度场、湿度场和风场进行调整,使初始场在动力和热力上达到平衡。(2)同化径向速度后对改善模式初始场的动力场有重要贡献,而对大气水凝物和降水的预报影响较小;同化反射率因子的主要作用是调整初始场中的水凝物场和热力场,有效缩短了模式的"spin-up"时间,明显改进了定量降水预报;同时同化雷达径向速度和反射率因子后,初始场中快速调整出了中小尺度风场水平辐合、垂直运动以及合理的温、湿分布,对3小时内雨带形状、降水落区及定量降水的预报与实况更接近。(3)模拟试验表明,同时同化径向速度和反射率因子能成功模拟出本次对流单体风暴的中?尺度三维空间分布结构及其演变过程,中低层切变线的辐合抬升强迫作用是对流单体风暴组织、发展和维持的主要动力机制之一,对流凝结潜热加热在对流单体风暴的发生发展中发挥了重要作用。因此,雷达资料同化对提高临近数值天气预报的准确率以及对强对流天气系统的模拟能力具有重要意义。 展开更多
关键词 雷达资料同化 arps模式 强对流 数值模拟
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祁连山地形云和降水结构的个例模拟研究
12
作者 邵元亭 刘奇俊 《科技信息》 2009年第19期25-27,共3页
本文利用ARPS(Advanced Regional Predictional System)中尺度数值模式,对2007年7月19日发生在祁连山区的一次比较典型的地形云降水过程中云和降水的宏微观结构特征进行了深入的模拟研究和分析。结果表明,ARPS模式能够较好地模拟出地面... 本文利用ARPS(Advanced Regional Predictional System)中尺度数值模式,对2007年7月19日发生在祁连山区的一次比较典型的地形云降水过程中云和降水的宏微观结构特征进行了深入的模拟研究和分析。结果表明,ARPS模式能够较好地模拟出地面降水分布及其发展演变特征;祁连山北坡陡峭地形的抬升作用是祁连山云系降水的主要动力机制;祁连山地形云和降水的微观结构随云的不同发展阶段呈现出不同的特征。 展开更多
关键词 arps模式 祁连山 地形云 宏微观结构
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多普勒雷达基数据在短时对流天气数值预报中的应用 被引量:6
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作者 祝婷 钟青 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2008年第3期281-290,共10页
ARPS模式中原本有处理多普勒雷达Lev-Ⅲ资料的模块,但在一个雷达测站只处理4个仰角的径向风和反射率的资料。在此基础上,进行修改扩充将我国20世纪末、21世纪初全国布网的新一代多普勒雷达基数据Lev-Ⅱ全部14个仰角的原始径向风和反... ARPS模式中原本有处理多普勒雷达Lev-Ⅲ资料的模块,但在一个雷达测站只处理4个仰角的径向风和反射率的资料。在此基础上,进行修改扩充将我国20世纪末、21世纪初全国布网的新一代多普勒雷达基数据Lev-Ⅱ全部14个仰角的原始径向风和反射率资料应用于ARPS模式。对我国2003年7月一次特大暴雨过程的个例研究表明,初始时刻加入多普勒雷达基数据的数值模拟,能改善短时0~12h的降水范围、强度和降水中心的预报结果。即使在目前雷达初始化数值模式预报低谷区的3~4h处,仍表现出较好的预报水平。因此,本文认为使用多普勒雷达资料初始化中尺度数值模式,能够弥补“spin-up(起转)”带来的副作用,表现在开始预报的第1h,就预报出雷达估计回波的强中心和大致分布,并且预报出与实况接近的降水;改变了由“spin-up”引起的回波估计预报延迟和预报前期没有降水的现象。且试验表明提高数值模式分辨率,可以使多普勒雷达资料弥补“spin-up”副作用的能力更明显。多普勒雷达资料应用于数值模式之所以有这种能力,是由于从多普勒雷达资料可以得到云和降水场的信息,一方面为模式微物理变量提供初值,填补了初始时刻云微物理量的空白,使随后的微物理量演变进程更加合理化,从而对降水预报产生正面影响;另一方面,为中尺度模式的非绝热初始化提供对流尺度数据源,对潜热、动力场和湿度进行调整,有效地实现模式的“hot—start(热启动)”,缩短了“预热”时间。 展开更多
关键词 多普勒雷达基数据同化 arps模式 起转 初值化 对流天气
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灾害天气国家重点实验室奥运气象服务
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作者 胡绍萍 《中国气象科学研究院年报》 2008年第1期37-39,共3页
(1)奥运开幕式、闭幕式重要天气过程的分析和多模式预报。参加奥运天气会商的预报方法包括经典统计方法、动力统计方法及中尺度数值模式预报。其中中尺度数值预报模式有:GRAPES_Meso模式、AREMS模式、WRF模式及ARPS模式。此外,中尺... (1)奥运开幕式、闭幕式重要天气过程的分析和多模式预报。参加奥运天气会商的预报方法包括经典统计方法、动力统计方法及中尺度数值模式预报。其中中尺度数值预报模式有:GRAPES_Meso模式、AREMS模式、WRF模式及ARPS模式。此外,中尺度分析LAPS系统也参与了对中尺度系统的诊断分析。 展开更多
关键词 国家重点实验室 气象服务 奥运 灾害天气 数值模式预报 中尺度系统 arps模式 统计方法
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京津地区夏季大气局地环流背景研究 被引量:27
15
作者 游春华 蔡旭晖 +1 位作者 宋宇 郭虎 《北京大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期779-783,共5页
用非静力平衡的中尺度模式ARPS5.0IHOP5,模拟京津地区夏季边界层大气的背景流场,同时用风场诊断模式和实际观测资料获取该地区2004年夏季1个月(8月)的逐时低层大气流场,作为模拟结果的比对。通过对模拟流场的分析,得出以下结论:京津地... 用非静力平衡的中尺度模式ARPS5.0IHOP5,模拟京津地区夏季边界层大气的背景流场,同时用风场诊断模式和实际观测资料获取该地区2004年夏季1个月(8月)的逐时低层大气流场,作为模拟结果的比对。通过对模拟流场的分析,得出以下结论:京津地区夏季受昼夜循环的山谷风、海陆风影响明显,山谷风的最大影响范围可以覆盖区域内的平原地区,海陆风的影响可以伸展入陆地100km左右。在这两个环流的影响下,区域内主导风向出现更替,下午至上半夜主导风向为偏南风,下半夜至上午为偏北风。凌晨风向更替过程中可以在山前出现一条汇聚带。 展开更多
关键词 arps中尺度模式 山谷风 海陆风 京津地区
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江苏阜宁EF4级龙卷的高分辨率数值模拟研究 被引量:1
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作者 朱皓清 赵宇 《高原气象》 CSCD 北大核心 2022年第6期1599-1614,共16页
利用美国Advanced Regional Prediction System(ARPS)模式,采用水平分辨率分别为9 km、1 km、250 m和75 m的四重单向嵌套网格,模拟了2016年6月23日发生在江苏阜宁的EF4级龙卷过程。结果表明:1 km、250 m和75 m网格都可以复制出龙卷风暴... 利用美国Advanced Regional Prediction System(ARPS)模式,采用水平分辨率分别为9 km、1 km、250 m和75 m的四重单向嵌套网格,模拟了2016年6月23日发生在江苏阜宁的EF4级龙卷过程。结果表明:1 km、250 m和75 m网格都可以复制出龙卷风暴的一般特征,包括钩状回波和旋转上升运动等;250 m网格可以模拟出类龙卷涡旋(Tornado-like Vortex,TLV),75 m网格才可以解析出龙卷涡旋。TLV和龙卷涡旋的形成和增强是近地面上升运动增强导致的,随着模式分辨率的提高,模拟的近地面上升运动更强,模拟的TLV强度更强,持续时间更长。250 m和75 m网格模拟的龙卷的最强级别分别为EF2级和EF3级。龙卷涡旋最初是由若干个强度较强的小尺度涡旋合并形成的,次级出流阵风锋的辐合作用进一步增强了龙卷涡旋,从而发展至成熟阶段。成熟的龙卷涡旋呈现从单涡旋到双涡旋最后到多涡旋龙卷的演变。 展开更多
关键词 龙卷风暴 多涡旋龙卷 模拟 高分辨率 arps模式
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基于云分析的数值模拟在复杂地形中的应用试验 被引量:1
17
作者 梁升 王东海 +4 位作者 李国平 刘英 冯涛 李馗峰 张伟民 《气象科技》 2012年第6期960-968,共9页
利用区域中尺度模式ARPS(Advanced Regional Prediction System)模拟了华北西部复杂地形条件下发生在2010年9月18—22日的降水过程,并针对云分析方法对降水和温度预报的影响开展了敏感性试验。结果表明:①模式在复杂地形下有很好的适用... 利用区域中尺度模式ARPS(Advanced Regional Prediction System)模拟了华北西部复杂地形条件下发生在2010年9月18—22日的降水过程,并针对云分析方法对降水和温度预报的影响开展了敏感性试验。结果表明:①模式在复杂地形下有很好的适用性。24h和48h模拟结果,降水的起止时间、落区以及强降水中心的位置均和实况一致。24h模拟降水的量级和实况接近,48h的比实况偏大;②模式能准确模拟温度的变化,插值得到的5天内6个台站温度预报的平均绝对误差只有2.69℃;③云分析能显著提高模式初值的质量,特别是其中水物质的含量,从而可显著改善48h强降水中心降水量偏大的状况,使模拟的降水场更接近于实况。但云分析对温度模拟结果的影响不明显。 展开更多
关键词 arps中尺度模式 数值模拟 复杂地形 云分析
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