wrf模式物理过程参数化方案简介

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1、第24卷第20期甘肃科技f．24^r0．2O2008年l0月GansuScienceandTechnologyOct．2008WRF模式物理过程参数化方案简介‘胡向军，一，陶健红，郑飞．一，王娜．．，张铁军，刘世祥，尚大成(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WRF(WeatherResearchandForecast)模式各种物

2、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：WRF；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，往往由于模式分的长波过程。辨率不足等原因，对次网格尺度的物理过程不能很1．2Dudhia短波辐射方案好的描述，需要诸如辐射、边界层、微物理等物理过来自于MM5模式，采用Dudhia的方法，它是简程参数化来完善模拟的效果。目前很多参数化方案单地累加由于干净空气散射、水汽吸收、云反射和吸均来自各种当前较为流行的气象模式所使用的方收所引起的太阳辐射通量。采用了Stephens的云对案，本文

3、介绍的WRF模式参数化方案是目前参数化照表。方案较为丰富，代表性较好的一类。1．3Goddard短波辐射方案WRF模式系统是由美国研究部门及大学的科它是由Chou和Suarez发展的一个复杂光学方学家共同参与进行开发研究的新一代中尺度同化预案。包括了霰的影响，适用于云分辨模式。报系统，其目的是提高我们对中尺度天气系统的认1．4EtaGeophysicalFluidDynamicsLaboratory识和预报水平，以及促进研究成果向业务应用的转(GFDL)长波辐射方案化【l】。在未来的研究和业务预报中，WRF模式系统这个辐射方案来自于GFDL。它将Fels和将成为改进从云尺度到天气尺度等不同尺度

4、重要天Schwarzkopf的两个方案简单的结合起来了，计算了气特征预报精度的工具J。邓莲堂【3】、章国材【4】、二氧化碳、水汽、臭氧的光谱波段。李毅J、汤浩等人已对WRF模式的基本结构和1．5EtaGeophysicalFluidDynamicsLaboratory框架情况做了介绍，但并未对其物理过程参数化方(GFDL)短波辐射方案案的相关情况做全面的介绍，本文即是在此基础上这个短波辐射方案是Lacis和Hansen参数化更进一步的对该模式各种物理过程参数化方案进行的GFDL版本。用Lacis和Hansen的方案计算大气简要的介绍，文中以WRFv2版本为基础进行论述，水汽、臭氧的作用。用Sa

5、samori等人的方案计算二为研究和业务人员根据自己的研究对象而选取不同氧化碳的作用。云是随机重叠考虑的。短波计算用的参数化方案提供一定的参考。到时间间隔太阳高度角余弦的日平均。1辐射过程参数化2微物理过程参数化1．1RRTM长波辐射方案2．1Kessler暖云方案来自于MM5模式，采用了Mlawer等人的方法。来自于COMMAS模式，是一个简单的暖云降水它是利用一个预先处理的对照表来表示由于水汽、方案，考虑的微物理过程包括：雨水的产生、降落以臭氧、二氧化碳和其他气体，以及云的光学厚度引起及蒸发，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

6、)；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74甘肃科技第24卷微物理过程中显式预报水汽、云水和雨水，无冰相过为了减少方案对模式时间步长的敏感性。和程。WSM3、WSM5一样，饱和度调节按照Dudhia和Hong2．2PurdueLin方案等人的方案分开处理冰和水的饱和过程。微物理过程中，包括了对水汽、云水、雨、云冰、2．7Thompson方案雪和霰的预报，在结冰点以下，云水处理为云冰，雨该方案改进了较早的Reisner方案，还作了广泛水处理为雪。所有的参数化项都是在Lin等人以及的测试。该方案还被用来做理想试验研究和中纬度Rutledge和Hobbs的参数化方案的基础

7、上得到的，冬季观测资料的比较。这个方案被设计用来提高冻某些地方稍有修改，饱和修正方案采用Tao的方法。雨天气情况下航天安全保障的预报。这个方案是WRF模式中相对比较成熟的方案，更适微物理部分的详细描述可在闫之辉和邓莲堂的合于理论研究。文献中得到说明。2．3EtaFerrier方案此方案预报模式平流项中水汽和总凝结降水的3边界层参数化方案变化。程序中，用一个局域数组变量来保存初始猜3．1MM5相似理