中國(guó)西部陸面過(guò)程次網(wǎng)格地形參數(shù)化的改進(jìn)對(duì)區(qū)域氣溫和降水模擬的影響研究

摘要：地表作為大氣模塊的下墊面,為大氣模塊提供邊界條件,地形對(duì)于模式結(jié)果的準(zhǔn)確性起到至關(guān)重要的作用。現(xiàn)有的陸面過(guò)程模式在陸面同一網(wǎng)格內(nèi)的次網(wǎng)格單元采用相同的大氣強(qiáng)迫量,沒(méi)有考慮次網(wǎng)格地形對(duì)網(wǎng)格內(nèi)大氣強(qiáng)迫量的影響,這關(guān)系到模式對(duì)氣象要素和陸氣交換量的模擬水平。本文在陸面模式NOAH處理次網(wǎng)格單元的同時(shí),將輸入的大氣強(qiáng)迫量根據(jù)其與地形高度的關(guān)系進(jìn)行修訂,提出新的次網(wǎng)格地形的參數(shù)化方案,并引入到WRF(Weather Research and Forecasting)模式中進(jìn)行數(shù)值試驗(yàn),通過(guò)3組數(shù)值模擬試驗(yàn),與未改進(jìn)的方案和細(xì)網(wǎng)格方案分析比較,探討新參數(shù)化方案對(duì)WRF模式模擬結(jié)果的影響。結(jié)果表明:地形越復(fù)雜區(qū)域,次網(wǎng)格地形的影響越大。本文引入的新陸面次網(wǎng)格地形方案對(duì)天山山脈和昆侖山脈以及青藏高原南部的地表氣溫的模擬有較大改善,模擬的地表氣溫在大范圍區(qū)域內(nèi)都更貼近細(xì)網(wǎng)格方案。雖然新陸面次網(wǎng)格地形方案和細(xì)網(wǎng)格試驗(yàn)都對(duì)溫度的模擬結(jié)果都有改善,但新陸面次網(wǎng)格地形方案對(duì)降水的模擬改善甚微,而細(xì)網(wǎng)格試驗(yàn)對(duì)降水模擬卻有改進(jìn),這是由于細(xì)網(wǎng)格試驗(yàn)在陸面和大氣網(wǎng)格都進(jìn)行了細(xì)化,而新陸面次網(wǎng)格地形方案只考慮了陸面次網(wǎng)格的影響。具體來(lái)說(shuō),新陸面次網(wǎng)格地形方案對(duì)溫度的模擬結(jié)果改進(jìn)是通過(guò)改變地表向上長(zhǎng)波和地表感熱實(shí)現(xiàn)的。而細(xì)網(wǎng)格試驗(yàn)由于同時(shí)細(xì)化了大氣和陸面的空間網(wǎng)格,對(duì)降水和溫模擬的改進(jìn)是通過(guò)綜合改變地表能量平衡實(shí)現(xiàn)的。