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《中国气象科学研究院》 2017年
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GRAPES云量方案对台风云系演变特征的模拟分析及改进试验

何晓彤  
【摘要】:GRAPES模式中新引进云方案后,已有前人做了一些评估工作,但考虑到台风云系的特殊性和海表与地表差异,针对台风云系和海域上空云系却并未做专门研究。本文首先用GRAPES_Meso模式对2015年13号台风苏迪罗进行了数值模拟,从台风生成发展、成熟和登陆减弱三个阶段对模拟云量和云高(相当黑体温度,TBB)与实况资料进行了初步对比分析,发现了一些问题,然后针对发现的问题或不足,再通过一些数值试验试着对云方案进行了部分改进和调整,初步得到以下几点结论:1)GRAPES模式较好地再现了台风“苏迪罗”从生成发展到成熟再到登陆的过程,模拟的台风路径与实况吻合较好,台风强度的变化趋势也得到了较好模拟再现。2)改进云方案之前,总的看来,模式较好地模拟出了苏迪罗云系整体范围,但模拟存在的不足主要体现在:(a)总云量和高云量明显较实况(再分析)云量偏强,范围偏大;(b)模拟云高较实况偏低。3)针对上述两个问题,对GRAPES模式的云量方案进行修改和完善,重点解决模式模拟的总云量和高云量偏多偏强和云顶高度偏低的问题,并同时对1513号台风苏迪罗和1614号台风莫兰蒂进行了改进前后的对比数值试验。4)数值试验结果表明,(a)对台风发展阶段和成熟阶段的模拟效果看,改进前和改进后三个高度的云量均有不同程度的减弱,覆盖范围也相应有所减小,其中高云量的减弱最明显,改进后高云量和总云量与实况更加吻合。改进后TBB即亮温较改进前稍有降低,即改进后模拟的云顶更高,更加接近卫星实况。(b)对于处于消散阶段的台风即登陆台风,其强度迅速减弱,改进前和改进后三个高度的云量均有不同程度的减弱,其中高云量的减弱更明显,改进后高云量和总云量与实况更加吻合。中低云量改进效果不是很理想。改进后TBB即亮温较改进前稍有降低,即改进后模拟的云顶有少许提高,与实况云高更加接近。(c)改进后的TBB均方根误差在不同区域有不同程度的减小,整体预报效果略有提升。5)总之,尽管改进云方案对台风云系三个阶段的改进效果不统一,但总体上改进后的云方案模拟效果更好,尤其是改进后总云量、高云量和云高明显与实况更加接近。
【学位授予单位】:中国气象科学研究院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:P458.124

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