利用GABLS2客觀評(píng)估GRAPES的邊界層參數(shù)化方案
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國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“高精度可擴(kuò)展數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式研究”(2017YFC1501904)、國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金“平緩下墊面穩(wěn)定邊界層數(shù)值模擬研究”(41405102)資助


Objective Evaluation of PBL Parameterization Scheme in GRAPES Based on GABLS2
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    摘要:

    根據(jù)GABLS(Global Energy and Water Cycle Experiment Atmospheric Boundary Layer Study)的第2個(gè)個(gè)例在GRAPES(Global and Regional Assimilation and PrEdiction System)單柱模式中構(gòu)造了一個(gè)試驗(yàn),用于檢驗(yàn)規(guī)定的下墊面溫度強(qiáng)迫條件下邊界層過程的晝夜循環(huán)模擬能力。然后,將模擬結(jié)果與觀測(cè)和大渦模擬結(jié)果進(jìn)行了比較。結(jié)果表明,在規(guī)定的下墊面溫度強(qiáng)迫下,GRAPES模擬的2 m溫度基本合理。然而,對(duì)于穩(wěn)定條件(夜間),GRAPES模擬的向下的感熱通量比觀測(cè)的大,過估10 m風(fēng)速和摩擦速度,過估穩(wěn)定邊界層高度;對(duì)于不穩(wěn)定條件(白天),GRAPES模擬的向上的感熱通量比觀測(cè)的小,低估不穩(wěn)定邊界層高度,低層位溫偏冷。隨后的敏感試驗(yàn)表明,減小邊界層方案中的動(dòng)量和熱量的背景擴(kuò)散值后,GRAPES模擬的穩(wěn)定條件下的10 m風(fēng)速和摩擦速度,以及對(duì)流邊界層的風(fēng)和溫度的廓線更接近大渦模擬。

    Abstract:

    Based on GABLS2 (the 2nd case of Global Energy and Water Cycle Experiment Atmospheric Boundary Layer Study), a SCM (Single Column Model) experiment is constructed to evaluate the diurnal cycle of PBL (Planetary Boundary Layer) processes in GRAPES(Global and Regional Assimilation and PrEdiction System). Compared with observation and LES (Large Eddy Simulation), GRAPES simulates the 2m temperature reasonably with the prescribed surface temperature forcing. However, it is found that the simulated downward sensible heat flux,10m wind speed, surface friction velocity, and PBL height are overestimated under stable condition (during nighttime), while the simulated upward sensible heat flux and PBL height are underestimated under unstable condition (during daytime). Sensitivity experiment shows that the simulated 10m wind speed and friction velocity in the stable boundary layer, as well as the profiles of wind and temperature in the convective boundary layer, are closer to LES if the background diffusion values are reduced.

    參考文獻(xiàn)
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引用本文

楊軍麗,沈?qū)W順,陳炯.利用GABLS2客觀評(píng)估GRAPES的邊界層參數(shù)化方案[J].氣象科技,2019,47(2):276~281

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歷史
  • 收稿日期:2018-01-10
  • 定稿日期:2018-10-30
  • 錄用日期:
  • 在線發(fā)布日期: 2019-04-24
  • 出版日期:
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