一、模式基本方程

MM5的基本方程参阅程麟生主编 《中尺度大气数值模式和模拟》(1994年)一书。

二、模式简介

模式在水平方向采用(126×145)的跳点网格,格距是40km,研究的暴雨个例是1998年6月29～30日(指北京时间8时～次日8时,下同)、2000年7月14～15日、2000年7月4～5日和2000年7月5～6日,在黄淮之间都出现了大暴雨,我们对这四个时间的暴雨分别进行了数值模拟。对于29日暴雨,网格中心取在(东经115.83°,北纬32.93°),对于4日、5日、14日暴雨,网格中心取在(东经114.83°,北纬34.93°)。模式在垂直方向分24层,不等间距,采用总体边界层方案和随时间变化的边界条件模式考虑了长波、短波辐射,云的辐散冷却,地面感热和潜热通量,摩擦效应和大尺度凝结等物理过程,7月14日和6月29日的天气过程采用Grell对流参数化方案,而7月4日、5日则采用Anthes-Kuo积云对流参数化方案。

图9-1　模式结构及流程图(www.daowen.com)

三、模式结构

模式结构及流程如图9-1所示。其中,TERRAIN 为地形处理部分；DATAGRID 为第一猜测场资料的处理；RAWINS为将修正第一猜测场的资料加入探空资料；INTERP将等压面上的资料插值到等σ面；MM5为主程序部分,处理各种参数化方案；RADAR 和SATELLITE 分别为雷达和卫星资料的处理。

四、雷达和卫星资料处理

本系统是在中尺度模式MM5中不时加入雷达资料和卫星资料,通过改变模式中的水汽场而达到解决spinup问题,从而提高数值模式预报的适时性和可预报性。雷达资料的加入根据雷达资料的DBZ,当DBZ＞25时,根据RHI判断出云高,在有云的所有层中将相对湿度取为100%；而当DBZ＞15时,相对湿度取为90%。卫星资料的加入根据云顶温度确定云顶高度,当云顶温度小于-40℃时,相对湿度取为95%,稍微高一点取为90%。

图9-2　1998年6月29～30日降水实况图(单位:mm)