CMA-GFS全球模式海洋邊界層高度的主要偏差特征
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國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2019YFC0214602、2017YFC1501902)和國(guó)家自然科學(xué)基金(41375107)資助


Evaluation of Marine Atmospheric Boundary Layer Height Predicted by CMA-GFS Global Model
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    摘要:

    海洋邊界層高度是表征海洋上空大氣的水汽、熱量、物質(zhì)等垂直分布的重要特征量,同時(shí)在氣候、污染、模式預(yù)報(bào)上有關(guān)鍵作用。然而,利用海洋邊界層高度觀測(cè)對(duì)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式進(jìn)行診斷的研究很少。因此,本文利用2019—2020年GPS掩星資料計(jì)算出的海洋邊界層高度的分布特征,對(duì)CMAGFS全球模式的預(yù)報(bào)性能進(jìn)行分析,同時(shí)借助ERA5再分析資料對(duì)CMA-GFS模式的偏差進(jìn)行討論。主要結(jié)論如下:①CMA-GFS全球模式在西太平洋、南太平洋、南大西洋絕大部分海域預(yù)報(bào)的邊界層高度比較合理;②模式在熱帶輻合帶海域和南太平洋輻合帶存在高估預(yù)報(bào),初步分析與模式對(duì)熱帶深對(duì)流的抬升凝結(jié)高度的預(yù)報(bào)偏高有關(guān)。③模式和ERA5在南半球?qū)臃e云所在區(qū)域均存在邊界層高度預(yù)報(bào)偏低,初步分析可能是模式對(duì)南半球?qū)臃e云頂輻射冷卻驅(qū)動(dòng)的湍流擴(kuò)散偏小造成。④模式在有云的大氣下主要呈現(xiàn)為預(yù)報(bào)偏高,中心值在200 m左右,而在晴空區(qū)域模式預(yù)報(bào)較為合理,偏差值范圍較小,ERA5也存在類(lèi)似的特點(diǎn)。

    Abstract:

    The key roles of the Marine Atmospheric Boundary Layer Height (MABLH) in pollution, climate, and model forecasting have long been recognized. The paper describes the vertical distribution of water vapour, heat, and matter in the atmosphere over the ocean. However, the observed MABLH has rarely been used to evaluate numerical weather prediction models. Therefore, we compare the temporal and spatial characteristics of the bias in the MABLH in the ocean predicted by the CMA-GFS model with Global Positioning System occultation data from 2019 to 2020. We find that: (1) The MABLH predicted by the CMA-GFS global model in the Western Pacific, South Pacific, and South Atlantic is reasonable. (2) There is an overestimation of the MABLH over the Intertropical Convergence Zone (ITCZ) and the South Pacific Convergence Zone (SPCZ). Preliminary analyses indicate that it may be due to the overestimation of the Lifting Condensation Level (LCL) by the Tropical deep Convection of the CMA-GFS model. (3) MABLH in the Southern Hemisphere Cumulus Region is underestimated by the CMA-GFS model, which may be due to inaccurate physical processes in the boundary layer parameterization. (4) There is an overestimation of the MABLH in a cloudy atmosphere, and the average bias is 200 m. The model forecast is more reasonable in a clear atmosphere, and ERA5 has a similar bias.

    參考文獻(xiàn)
    相似文獻(xiàn)
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引用本文

龍海川,陳起英,朱克云,龔璽. CMA-GFS全球模式海洋邊界層高度的主要偏差特征[J].氣象科技,2022,50(6):793~801

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歷史
  • 收稿日期:2022-02-23
  • 定稿日期:2022-04-29
  • 錄用日期:
  • 在線發(fā)布日期: 2022-12-30
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