陆面过程及其参数化研究 - 清华大学 - Tsinghua University
WRF物理过程参数化方案简介
WRF物理过程参数化方案简介(WRF V2) 分类：WRF相关 | 时间：2009-06-19 00:40 | 阅读：508人/次 | 发布者：laiwf 作者：胡向军, 陶健红 ,郑飞 ,王娜,张铁军,刘世祥,尚大成 1 辐射过程参数化 1.1 RRTM长波辐射方案 来自于MM5模式,采用了Mlawer等人的方法。它是利用一个预先处理的对照表来表示由于水汽、臭氧、二化碳和其他气体,以及云的光学厚度引起的长波过程。 1.2 Dudhia 短波辐射方案 来自于MM5模式,采用Dudhia的方法,它是简单地累加由于干净空气散射、水汽吸收、云反射和吸收所引起的太阳辐射通量。采用了Stephens的云对照表。 1.3 Goddard短波辐射方案 它是由Chou和Suarez发展的一个复杂光学方案。包括了霰的影响,适用于云分辨模式。 1.4 Eta Geophysical Fluid Dynamics Laboratory(GFDL)长波辐射方案 这个辐射方案来自于GFDL。它将Fels和Schwarzkopf的两个方案简单的结合起来了,计算了二氧化碳、水汽、臭氧的光谱波段。 1. 5 Eta Geophysical Fluid Dynamics Laboratory(GFDL) 短波辐射方案 这个短波辐射方案是Lacis和Hansen参数化的GFDL版本。用Lacis和Hansen的方案计算大气水汽、臭氧的作用。用Sasamori等人的方案计算二氧化碳的作用。云是随机重叠考虑的。短波计算用到时间间隔太阳高度角余弦的日平均。 2 微物理过程参数化 2.1 Kessler暖云方案 来自于COMMAS模式,是一个简单的暖云降水方案,考虑的微物理过程包括:雨水的产生、降落以及蒸发,云水的增长,以及由凝结产生云水的过程,微物理过程中显式预报水汽、云水和雨水,无冰相过程。 2.2 Purdue Lin方案 微物理过程中,包括了对水汽、云水、雨、云冰、雪和霰的预报,在结冰点以下,云水处理为云冰,雨水处理为雪。所有的参数化项都是在L in等人以及Rutledge和Hobbs的参数化方案的基础上得到的,某些地方稍有修改,饱和修正方案采用Tao的方法。这个方案是WRF模式中相对比较成熟的方案,更适合于理论研究。 2.3 Eta Ferrier方案
WRF模式物理过程参数化方案简介
第24卷第20期2008年10月 甘肃科技 Gansu Science and Techno logy Vol.24N o.20 O ct.2008 WRF模式物理过程参数化方案简介* 胡向军1,2,陶健红1,郑飞2,3,王娜2,4,张铁军1,刘世祥1,尚大成1 (1.兰州中心气象台,甘肃兰州730020;甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室,甘肃兰州730020; 2.兰州大学大气科学学院,甘肃兰州730000; 3.中国科学院大气物理研究所国际气候与环境科学中心, 北京100029;4.陕西省气候中心,陕西西安710014) 摘要:文章较全面的介绍了新一代中尺度天气预报WR F(W eather R esearch and Fo recast)模式各种物理过程参数化方案的基本情况,进行了参数化方案选择应用的一些讨论,对模式研究和预报应用时如何选取参数化方案提供了一定的参考。 关键词:W RF;物理过程;参数化;选择应用 中图分类号:P457.6 在数值模式模拟天气过程时,往往由于模式分辨率不足等原因,对次网格尺度的物理过程不能很好的描述,需要诸如辐射、边界层、微物理等物理过程参数化来完善模拟的效果。目前很多参数化方案均来自各种当前较为流行的气象模式所使用的方案,本文介绍的WRF模式参数化方案是目前参数化方案较为丰富,代表性较好的一类。 W RF模式系统是由美国研究部门及大学的科学家共同参与进行开发研究的新一代中尺度同化预报系统,其目的是提高我们对中尺度天气系统的认识和预报水平,以及促进研究成果向业务应用的转化[1]。在未来的研究和业务预报中,WRF模式系统将成为改进从云尺度到天气尺度等不同尺度重要天气特征预报精度的工具[2]。邓莲堂[3]、章国材[4]、李毅[5]、汤浩[6]等人已对WRF模式的基本结构和框架情况做了介绍,但并未对其物理过程参数化方案的相关情况做全面的介绍,本文即是在此基础上更进一步的对该模式各种物理过程参数化方案进行简要的介绍,文中以WRF v2版本为基础进行论述,为研究和业务人员根据自己的研究对象而选取不同的参数化方案提供一定的参考。 1辐射过程参数化 1.1RRT M长波辐射方案 来自于MM5模式,采用了M la w er等人的方法。它是利用一个预先处理的对照表来表示由于水汽、臭氧、二氧化碳和其他气体,以及云的光学厚度引起的长波过程。 1.2Dudhi a短波辐射方案 来自于MM5模式,采用Dudh ia的方法,它是简单地累加由于干净空气散射、水汽吸收、云反射和吸收所引起的太阳辐射通量。采用了Stephens的云对照表。 1.3Goddard短波辐射方案 它是由Chou和Suarez发展的一个复杂光学方案。包括了霰的影响,适用于云分辨模式。 1.4Eta Geophysi c al F l u i d Dyna m i c s Laborat o r y (GF D L)长波辐射方案 这个辐射方案来自于GFDL。它将Fels和Schw arzkopf的两个方案简单的结合起来了,计算了二氧化碳、水汽、臭氧的光谱波段。 1.5Eta Geophysi c al F l u i d Dyna m i c s Laborat o r y (GF D L)短波辐射方案 这个短波辐射方案是Lacis和H ansen参数化的GFDL版本。用Lacis和H ansen的方案计算大气水汽、臭氧的作用。用Sasa m ori等人的方案计算二氧化碳的作用。云是随机重叠考虑的。短波计算用到时间间隔太阳高度角余弦的日平均。 2微物理过程参数化 2.1Kessl e r暖云方案 来自于COMMAS模式,是一个简单的暖云降水方案,考虑的微物理过程包括:雨水的产生、降落以及蒸发,云水的增长,以及由凝结产生云水的过程, *基金项目:国家自然基金科学基金项目(No.40675078);甘肃省气象局青年科技基金;中国气象局区域中心能力建设项目共同资助