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区域气候模拟中侧边界嵌套误差的研究

黄丽萍 颜宏 赵俊英

黄丽萍, 颜宏, 赵俊英. 区域气候模拟中侧边界嵌套误差的研究. 应用气象学报, 2004, 15(2): 152-161..
引用本文: 黄丽萍, 颜宏, 赵俊英. 区域气候模拟中侧边界嵌套误差的研究. 应用气象学报, 2004, 15(2): 152-161.
Huang Liping, Yan Hong, Zhao Junying. Analysis of lateral boundary nesting errors in regional climate modeling. J Appl Meteor Sci, 2004, 15(2): 152-161.
Citation: Huang Liping, Yan Hong, Zhao Junying. Analysis of lateral boundary nesting errors in regional climate modeling. J Appl Meteor Sci, 2004, 15(2): 152-161.

区域气候模拟中侧边界嵌套误差的研究

ANALYSIS OF LATERAL BOUNDARY NESTING ERRORS IN REGIONAL CLIMATE MODELING

  • 摘要: 在复杂地形条件下嵌套细网格模式的基础上,建立了与球圈模式相嵌套的区域模式系统,对几种不同条件下的嵌套误差进行了比较分析,研究了区域模式嵌套误差的特征分布及时空演变特征。初步分析表明:区域模式嵌套造成的误差在不同区域的分布不同,且不同的物理量在时空的分布也不同;动能场的误差主要在边界区上层的流入区,感热场的误差在边界区上层,水汽的误差在边界区上层的流入区;侧边界输入时间间隔对模式嵌套误差有一定的影响。有限区细网格模式在上层长波误差大于粗网格环圈模式上层误差,在下层短波模拟的误差比粗网格环圈模式的下层误差要小。相速误差对侧边界嵌套误差的影响在下层很严重,嵌套误差的大小与大小模式的网格距之比有关;在大小模式物理参数化过程一致的条件下,无日变化的区域模式其嵌套误差远大于有日变化的区域模式嵌套误差。
  • 图  1  模式分区图例

    图  2  侧边界输入间隔6 h无地形有日变化非绝热模式动能误差绝对值5天滑动平均分布特征

    (a)预报区域,(b)边界区域

    图  3  侧边界输入间隔6 h无地形有日变化非绝热模式温度误差分布

    (a)误差绝对值5天滑动平均,(b)30天滑动平均(图例同(a))

    图  4  侧边界输入间隔6 h无地形有日变化非绝热模式水汽误差绝对值5天滑动平均分布特征

    (a)预报区域,(b)边界区域

    图  5  (a)无地形非绝热模式热能通量逐日误差绝对值分布特征(b)无地形有日变化非绝热模式太阳辐射5天滑动平均误差(c)无地形有日变化非绝热模式动能含量5天滑动平均误差

    图  6  无地形干绝热模式动能场误差绝对值5天滑动平均分布(a)环圈粗网格模式与区域细网格模式误差比较,(b)区域细网格模式与区域粗网格模式误差比较,(c)不同分辨率侧边界资料造成的区域模式误差比较

    图  7  侧边界输入间隔6 h无地形非绝热模式5天滑动平均的温度(a)和水汽通量(b)误差分布

    表  1  诊断方案的设计

  • [1] 曾庆存,李荣风.不等距差分格式的计算紊乱问题.大气科学,1982,6(4): 345~354. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQXK198204000.htm
    [2] 廖洞贤,陆维松.有限区域预报中的一些问题.气象学报,1982,40(4): 387~397. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXXB198204000.htm
    [3] 颜宏.单向影响嵌套侧边界技术的研究(一) 研究现状和C型跳点网格模式侧边界方案的设计.高原气象,1987,6(2): 192~204. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GYQX1987S1008.htm
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    [7] 颜宏. 复杂地形条件下嵌套细网格模式的设计(一) 数值模式的基本原理. 高原气象,1987,6(2): 1~62. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GYQX1987S1001.htm
    [8] 颜宏. 复杂地形条件下嵌套细网格模式的设计(二) 数值模式中次网格物理过程参数化.高原气象,1987, 6(2): 63~138.
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出版历程
  • 收稿日期:  2003-02-10
  • 修回日期:  2003-02-28
  • 刊出日期:  2004-04-30

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