【摘 要】
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为了实现山西省高速公路大雾的数值预报,本文利用MM5中尺度数值预报模式,研究辐射和边界层参数化方案、模式分辨率、资料同化等对大雾中尺度数值预报的影响,确定基于模式预报结果的山西省大雾判别指标,构建山西省高速公路大雾数值预报系统。模拟的结果表明:(1)模式分辨率的高低对模式模拟结果有一定的影响,其中在水平分辨率设计的方案(45km×15km、27km×9km、15km×5km)中以27km×9km为
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为了实现山西省高速公路大雾的数值预报,本文利用MM5中尺度数值预报模式,研究辐射和边界层参数化方案、模式分辨率、资料同化等对大雾中尺度数值预报的影响,确定基于模式预报结果的山西省大雾判别指标,构建山西省高速公路大雾数值预报系统。模拟的结果表明:(1)模式分辨率的高低对模式模拟结果有一定的影响,其中在水平分辨率设计的方案(45km×15km、27km×9km、15km×5km)中以27km×9km为最佳方案,垂直分辨率设计的方案(23层、30层、43层)中以43层为最佳方案。综合考虑不同方案模拟的结果、模式运行效率及预报的时效性,山西省雾数值预报系统采用的分辨率为30层、27km×9km的方案。(2)根据相似预报法(结构相似、指标相似、相关相似等)的原理,综合考虑模式模拟的气象要素值与观测值之间的误差、偏离程度、相关性,雾落区预报的准确性及雾的生消、发展高度等,确定山西省大雾数值预报系统采用的参数化方案为:辐射方案选用云方案,边界层参数化方案选用高分辨率的Blackadar方案,积云对流参数化方案选用Grell方案,下垫面采用多层土壤温度模式,水汽方案为graupel(reisner2)方案。(3)在以NCEP的FNL再分析资料为初始场和边界文件的个例模拟中,加入观测资料可以改进模式初始场和模式模拟的精度,特别是同化探空资料对模式模拟精度有较高的提高,而地面资料的加入对模式模拟的结果的影响不是很明显,因此,在山西省雾数值预报系统中同化探空资料以提高系统预报的准确性。(4)基于MM5模式预报结果,统计大雾天气相关预报因子特征,确定山西省大雾预报指标为:20m高度的液态水含量(LWC)大于等于0.13g/kg而小于0.6g/kg,10m风速小于4m/s,在20到1500m高度大气层存在逆温层。(5)利用粒子数浓度的观测资料拟合空气质量模式CAPSS的预报信息,建立空气粒子数浓度(质量)的订正模型:SO2:N=0.8265*NCAPPS+0.0043,NO2:N=0.8265*NCAPPs+0.0057,PM10:N=0.8265.NCAPPs+0.0015;利用地面观测的相对湿度拟合MM5模式中个例模拟的相对湿度,建立相对湿度的订正模型:RH=(RHmodel—28.773)/0.7853;根据指数模型及观测资料(RH相对湿度、N为根据不同粒子质量数浓度获得的空气污染指数)构建山西省太原能见度预测模型:Vis=13.297*exp(-0.0002*RH*N).依据上述的结论,构建了以MM5中尺度预报模式为基础的山西省高速公路大雾数值预报系统,系统可以自动从NCEP网站上获取全球的区域预报形势,同化地面和高空资料,实现山西省高速公路大雾滚动预报。系统可以提供每小时高速公路雾数值预报图片产品。
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