长江下游地区边界层参数化方案的试验研究

【摘要】：利用中尺度数值模式WRFV3.1.1中的MYJ、QNSE、YSU、ACM2、MYNN2.5、MYNN3、Boulac七种不同边界层参数化方案,进行了发生在长江下游地区的3例暴雨的模拟试验。重点分析比较了七个不同边界层参数化方案对降水总量分布、次降水区的边界层结构、关键基本气象要素场的模拟能力,并将降水总量和关键基本气象要素场的模拟结果与实测结果进行了统计检验。从TS评分、地面全风速的误差检验结果来看,相对其他边界层参数化方案,QNSE方案的平均绝对误差偏差是较小的;即QNSE方案模拟的降水总量分布情况、关键基本气象要素场与实况相对比较接近,这表明:QNSE边界层参数化方案的模拟能力相对优于其他边界层参数化方案。为了研究QNSE方案对中国长江下游暴雨模拟的影响,本文进一步对WRFV3.1.1中QNSE方案的一组重要参数进行了敏感性试验。重点分析比较了不同参数取值的QNSE边界层参数化方案对降水总量分布、次降水区的边界层结构的模拟能力,对不同参数取值的QNSE边界层参数化方案模拟结果进行了对比分析,从不同参数取值的QNSE方案的降水统计检验结果来看,QNSE 1.1的TS评分结果与预报准确率始终高于QNSE方案且QNSE1.1的评分结果相对优于其他参数取值的方案;从强降水区的位温廓线与水汽混合比的廓线来看,QNSE1.1方案相对较好地模拟了边界层结构征;这表明:QNSE1.1模拟的24小时降水与边界层结构(位温廓线、水汽混合比廓线)相对比较接近实况。由此得到适合中国长江下游地区梅雨期降水模拟的QNSE边界层参数化方案中较优的参数取值。同时运用风廓线资料验证边界层模拟效果,主要分析了边界层内24小时平均的风速偏差,进一步证实了上述分析结果。