WRF模式及數(shù)據(jù)介紹

1、模式及數(shù)據(jù)介紹1模式介紹近年來(lái)，隨著大氣科學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及地基與空基遙感技術(shù)等多 個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展，數(shù)值天氣預(yù)報(bào)學(xué)科也得到了飛躍性的發(fā)展。為了提 高中小尺度災(zāi)害性天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率，近30年的時(shí)間里中尺度數(shù)值模擬 的研究得到了更多的重視。雖然仍無(wú)法避免模式帶來(lái)的預(yù)報(bào)誤差，但其 值已明顯的減小。宇貴財(cái)""等，采用WRF V3.3.1中尺度預(yù)報(bào)模式研 究北京地區(qū)2012年7月的一次暴雨過(guò)程時(shí)很好的模擬出了暴雨落區(qū)和24 小時(shí)累積降水量等。何山切等利用WRF模式采用無(wú)嵌套方案模擬青 藏高原一次暴雨過(guò)程時(shí)也較好地模擬出了強(qiáng)降水雨帶的位置和中心、降 水強(qiáng)度以及降水范圍等。因此WRF中

2、尺度數(shù)值預(yù)報(bào)模式對(duì)暴雨過(guò)程的 模擬時(shí)有著良好的效果。WRF模式是山美國(guó)國(guó)家大氣研究中心（NCAR）、美國(guó)國(guó)家海洋 和大氣管理局（NOAA）以及天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室（FSL）等研究機(jī)構(gòu) 和大學(xué)聯(lián)合開(kāi)發(fā)的新一代高分辨率、非靜力平衡的中尺度數(shù)值模式，簡(jiǎn) 稱WRF （Weather Research and Forecast） uloWRF模式主要包括四個(gè)部分組成：WRF的標(biāo)準(zhǔn)初始化模塊（WRF SI）、同化系統(tǒng)（包括三維變分同化）、動(dòng)力內(nèi)核以及后處理模塊】。模 式中動(dòng)力內(nèi)核部分可分為ARW （用于科學(xué)研究）和NMM （用于業(yè)務(wù)預(yù) 報(bào)）兩種模塊。后處理部分（圖形軟件）主要對(duì)模式的輸出結(jié)果進(jìn)行分 析并處理

3、，將模式面物理量轉(zhuǎn)換到標(biāo)準(zhǔn)等壓面、診斷分析物理場(chǎng)和圖形 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等，模式流程圖見(jiàn)圖2.1。圖2.1 WRF模式流程圖2. 2資料介紹本文所用的降水資料為日肅省加密雨量站實(shí)際觀測(cè)資料。模式模擬 的初始資料采用 NCEP （National Centers for Environmental Prediction ）卩（緯度）X 1°提供的每6小時(shí)一次的'；（經(jīng)度）格點(diǎn)的再分析資料【如。LI前，數(shù)值預(yù)報(bào)被視為最主要的天氣預(yù)報(bào)工具，而數(shù)值預(yù)報(bào) 常常被歸結(jié)為一個(gè)初值問(wèn)題，因此模式初值的改善一直是數(shù)值預(yù)報(bào)本地 化研究的重要內(nèi)容W隨著模式的不斷升級(jí)，其同化系統(tǒng)功能不斷加強(qiáng)。山于，U前數(shù)值

4、 預(yù)報(bào)模式能夠相當(dāng)真實(shí)的描寫(xiě)和模擬出實(shí)際天氣過(guò)程的發(fā)展演變。因此, 為了能夠有效的利用各種常規(guī)、非常規(guī)觀測(cè)資料來(lái)形成較準(zhǔn)確的模式初 始場(chǎng)，已經(jīng)成為進(jìn)一步提高數(shù)值預(yù)報(bào)水平的關(guān)鍵問(wèn)題。這種情況下，國(guó) 內(nèi)外學(xué)者已基于WRF模式展開(kāi)了廣泛的應(yīng)用研究切。Xiao等a利用 MM5-3DVAR系統(tǒng)檢驗(yàn)多普勒徑向速度直接同化對(duì)一次暴雨個(gè)例的影 響，研究結(jié)果表明，同化試驗(yàn)?zāi)軌蜉^好的提高雨帶走向和降水強(qiáng)度。多 普勒雷達(dá)能夠同時(shí)獲取降水粒子的徑向速度和反射率因子的特點(diǎn)，是觀 測(cè)降水最基本的工具之一。并在暴雨等中小尺度強(qiáng)對(duì)流災(zāi)害性天氣系統(tǒng) 的研究和業(yè)務(wù)監(jiān)測(cè)以及臨近預(yù)報(bào)上面有著重要的作用“込 楊毅等【沏應(yīng) 用WRF模式分別進(jìn)行了雷達(dá)徑向風(fēng)觀測(cè)資料和變分法反演風(fēng)場(chǎng)的同化 試驗(yàn)，結(jié)果表明：同化雷達(dá)風(fēng)場(chǎng)信息能改進(jìn)模式降水預(yù)報(bào)。以上研究工作考察了多普勒雷達(dá)資料同化結(jié)果的有效性，為多普勒 雷達(dá)資料在中尺度數(shù)值預(yù)報(bào)模式中的應(yīng)用做了很好的探索。山于國(guó)內(nèi)對(duì) 多普勒雷達(dá)資料在中尺度數(shù)值模式中還沒(méi)有廣泛應(yīng)用，還存在許多問(wèn)題 有待研究和解決本文針對(duì)2013年6月19日一20日天水一次暴雨過(guò)程， 利用中尺度預(yù)報(bào)模式WRF及其同化系統(tǒng)W