留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

云分析系统在台风莫拉菲数值模拟中的应用

屈右铭 蔡荣辉 朱立娟 王贵娟 王红艳

屈右铭, 蔡荣辉, 朱立娟, 等. 云分析系统在台风莫拉菲数值模拟中的应用. 应用气象学报, 2012, 23(5): 551-561..
引用本文: 屈右铭, 蔡荣辉, 朱立娟, 等. 云分析系统在台风莫拉菲数值模拟中的应用. 应用气象学报, 2012, 23(5): 551-561.
Qu Youming, Cai Ronghui, Zhu Lijuan, et al. Application of cloud analysis system to typhoon molave simulation. J Appl Meteor Sci, 2012, 23(5): 551-561.
Citation: Qu Youming, Cai Ronghui, Zhu Lijuan, et al. Application of cloud analysis system to typhoon molave simulation. J Appl Meteor Sci, 2012, 23(5): 551-561.

云分析系统在台风莫拉菲数值模拟中的应用

资助项目: 

公益性行业 (气象) 科研专项 GYHY200806003

中国气象局气象关键技术集成与应用项目 CMAGJ2011Z07

公益性行业 (气象) 科研专项 GYHY201006001

详细信息
    通信作者:

    屈右铭, E-mail: 5688056@qq.com

Application of Cloud Analysis System to Typhoon Molave Simulation

  • 摘要: 借鉴美国CAPS开发的中尺度ARPS模式的资料分析系统ADAS,设计了基于GRAPES_Meso的云分析系统,实现了地面云观测资料、卫星云图、多普勒雷达反射率资料在GRAPRS模式中的综合融合应用。通过对登陆台风莫拉菲 (0906) 数值模拟检验云分析系统的性能。结果表明:云分析系统通过地面云观测资料、卫星红外云图、可见光云图、多普勒雷达反射率的同化,能够反演出合理的三维云覆盖状况;在三维云覆盖的基础上结合云底云顶高度,进而反演出云水、云冰、雨水、雪、霰等云微物理量,并显著改善模式初始湿度场;在台风登陆过程的模拟中,虽然对台风路径的预报有所偏差,但对比控制试验,在台风登陆地点、台风强度、路径的预报中云分析发挥了正作用;通过对云分析后初始场反演的雷达回波进行检验,验证了云分析的可行性与正确性,对整体的降水预报效果也有明显改善。
  • 图  1  台风莫拉菲2009年7月18日20:00—19日20:00路径图

    Fig. 1  Typhoon Molave (0906) track from 2000 BT 18 Jul 2009 to 2000 BT 19 Jul 2009

    图  2  2009年7月18日20:15FY-2D TBB红外云图

    Fig. 2  FY-2D image of TBB at 2015 BT 18 Jul 2009

    图  3  2009年7月18日20:00 4 km高度雷达组合反射率因子

    Fig. 3  Doppler radar reflectivity of 4 km height at 2000 BT 18 Jul 2009

    图  4  云分析前后4 km高度云量场分布 (a) 初始云量,(b) 云分析后云量

    Fig. 4  The increment of 4 km cloud cover with cloud analysis

    (a) the initial cloud cover, (b) cloud cover with cloud analysis

    图  5  云分析生成的水成物含量沿22°N垂直剖面 (单位:g·kg-1)

    Fig. 5  The cross section of moisture contents along 22°N (unit:g·kg-1)

    图  6  云分析对相对湿度场的调整 (单位:%) (a)11.5 km高度,(b)4 km高度

    Fig. 6  The increment of relative humidity with cloud analysis (unit:%)

    (a) the increment at 11.5 km height, (b) the increment at 4 km height

    图  7  2009年7月18日20:00水成物反演的雷达组合反射率因子 (单位:dBZ)

    Fig. 7  Radar composite reflectivity inversed from cloud analysis system at 2000 BT 18 Jul 2009(unit:dBZ)

    图  8  台风路径 (间隔3 h) 与强度 (单位:hPa) 预报对比图

    (a)2009年7月18日20:00—19日11:00控制试验,(b)2009年7月18日20:00—19日17:00云分析试验

    Fig. 8  The comparison of typhoon track (3-hour interval) and intensity (unit:hPa) forecast

    (a) control experiment from 2000 BT 18 Jul 2009 to 1100 BT 19 Jul 2009, (b) experment with cloud analysis from 2000 BT 18 Jul 2009 to 1700 BT 19 Jul 2009

    图  9  2009年7月19日20:00 4 km高度雷达组合反射率因子图

    Fig. 9  Doppler radar reflectivity of 4 km height at 2000 BT 19 Jul 2009

    图  10  2009年7月19日20:00模式预报雷达组合反射率因子预报图 (单位:dBZ)

    Fig. 10  The forecast of radar composite reflectivity at 2000 BT 19 Jul 2009(unit:dBZ)

    图  11  2009年7月18日20:00—19日20:00 24 h降水预报(只绘制了暴雨以上量级的降水,单位:mm)

    Fig. 11  24 h precipitation forecast from 2000 BT 18 Jul 2009 to 2000 BT 19 Jul 2009

    (precipitation no less than 50 mm are given only, unit:mm)

  • [1] Donner L J. An initialization for cumulus convection in numerical weather prediction models. Mon Wea Rev, 1988, 116:377-385. doi:  10.1175/1520-0493(1988)116<0377:AIFCCI>2.0.CO;2
    [2] 王瑾, 刘黎平. CINRAD/CD雷达反射率因子同化对中尺度数值模式云微物理量场调整的分析.高原气象, 2009, 28(1):173-185. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GYQX200901022.htm
    [3] 孙晶, 楼小凤, 胡志晋, 等. CAMS复杂云微物理方案与GRAPES模式耦合的数值试验.应用气象学报, 2008, 19(3):315-325. doi:  10.11898/1001-7313.20080307
    [4] 陈德辉, 杨学胜, 张红亮, 等.多尺度非静力通用模式框架的设计策略.应用气象学报, 2003, 14(4): 452-461. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20030456&flag=1
    [5] 楼小凤, 胡志晋, 王鹏云, 等.中尺度模式云降水物理方案介绍.应用气象学报, 2003, 14(增刊):49-59. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-YYQX2003S1006.htm
    [6] 刘红亚, 徐海明, 胡志晋, 等.雷达反射率因子在中尺度云分辨模式初始化中的应用Ⅰ:云微物理量和垂直速度的反演.气象学报, 2007, 65(6):896-905. doi:  10.11676/qxxb2007.084
    [7] Lin Y P, Ray P S, Johnson K W. Initialization of a modeled convective storm using Doppler radar derived fields. Mon Wea Rev, 1993, 121: 2757-2775. doi:  10.1175/1520-0493(1993)121<2757:IOAMCS>2.0.CO;2
    [8] Xue M, Wang D, Hou D, et al. Prediction of the 7 May 1995 Squall Line over the Central US with Intermittent Data Assimilation. 12th Conf on Numerical Weather Prediction, Phoenix, AZ, Amer Meteor Soc, 1998: 191-194.
    [9] Xiao Qingnong, Kuo Y-H, Sun J, et al. Assimilation of Doppler Radar Observations and Its Impacts on Forecasting of the Landfalling typhoon Rusa (2002)//Proceeding of the Third European Conference on Radar Meteorology (ERAD) Together with the COST 717 Final Seminar, 2004: 178-182.
    [10] 程兴无, 梁树献, 徐慧, 等. HUBEX期间暴雨模拟研究.气候与环境研究, 2001, 6(2):186-190. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QHYH200102007.htm
    [11] 徐枝芳, 徐玉貌, 葛文忠.雷达和卫星资料在中尺度模式中的初步应用.气象科学, 2002, 22(2):167-174. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXKX200202004.htm
    [12] 李永平, 朱国富, 薛纪善.应用雷达回波强度资料反演大气云微物理量.气象学报, 2004, 62(6):814-820. doi:  10.11676/qxxb2004.077
    [13] 余贞寿, 廖胜石, 黄克慧, 等.0414号台风"云娜"的数值模拟.气象学报, 2005, 63(6):903-914. doi:  10.11676/qxxb2005.086
    [14] 施丽娟, 许小峰, 李柏, 等.雷达资料在登陆台风"桑美"数值模拟中的应用.应用气象学报, 2009, 20(3): 257-266. doi:  10.11898/1001-7313.20090301
    [15] 屈右铭, 陆维松, 蔡荣辉, 等.GRAPES-Meso云分析系统的设计与试验.气象, 2010, 36(10):38-46. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXXX201010008.htm
    [16] 伍湘君, 金之雁, 黄丽萍, 等. GRAPES模式软件框架与实现.应用气象学报, 2005, 16(4):539-546. doi:  10.11898/1001-7313.20050415
    [17] 孙晶, 楼小凤, 胡志晋, 等. CAMS复杂云微物理方案与GRAPES模式耦合的数值试验.应用气象学报, 2008, 9(3):315-325. doi:  10.11898/1001-7313.20080307
    [18] 李红莉, 张兵, 陈波.局地分析和预报系统 (LAPS) 及其应用.气象科技, 2008, 36(1):20-24. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXKJ200801005.htm
    [19] Zhang J, Carr F H, Brewster K. ADAS Cloud Analysis. 12th Conference on Numerical Weather Prediction. Phoenix, Amer Meteor Soc, 1998: 185-188.
    [20] [2005-07-05]. http://www.caps.ou.edu/ARPS/ARPS5DOC/ADAS500.pdf.
    [21] Xue Ming, Droegemeier K K. ARPS User's Guide (Version410). Center for Analysis and Prediction of Storms, 1995.
    [22] 朱佩君, 陈敏, 陶祖钰, 等.登陆台风Winnie (1997) 的数值模拟研究Ⅰ:结果检验和云系的模拟.气象学报, 2002, 60(5):553-559. doi:  10.11676/qxxb2002.065
  • 加载中
图(11)
计量
  • 摘要浏览量:  3240
  • HTML全文浏览量:  1049
  • PDF下载量:  1770
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2011-11-14
  • 修回日期:  2012-07-04
  • 刊出日期:  2012-10-31

目录

    /

    返回文章
    返回