张旭
- 作品数：14 被引量：55H指数：5
- 供职机构：上海市气象局更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金公益性行业(气象)科研专项政府间科技合作项目更多>>
- 相关领域：天文地球更多>>
- 对流尺度数值预报中的云物理初始化方法改进及个例试验被引量：6
- 2017年
- 通过在云初始化方案中增加由地表感热和潜热通量确定的对流尺度速度作为对流判据,同时增加层云云冰、云水计算方案,改进云分析方法,并基于第2代华东快速更新循环同化模式预报系统,针对2015年4月28日华东强对流个例,进行对比试验,分析了改进的云初始化方案对云分析结果和模式预报效果的影响。试验表明:在云分析中增加对流判据,使得平均40%左右的云分析格点判定为非对流格点,对流格点分布与正的感热通量分布相似,在陆地上有显著日变化。在对流和层云格点判定之后,增加层云云冰、云水计算方案分析层云格点,显著地减小了模式初始场的云冰、云水混合比,有效地减弱了模式积分初始阶段云冰、云水含量的剧烈调整,尤其是在陆地区域。采用改进的云初始化方案进行预报,可以减少模式前1 h和前6 h的降水强度;尤其在个例的循环试验中,强降水中心强度和面积的预报比原方案显著减弱。
- 李佳李佳陈葆德黄伟
- 关键词：强对流
- 上海中尺度天气集合预报业务系统研制
- 陈葆德王晓峰谭燕李泓许晓林殷岳王平黄伟杨玉华李佳张旭张蕾徐同骆婧瑶唐碧
- 该项目是上海市科委立项支持的应用研究项目，由上海市气象局申请，上海台风研究所承担并完成，2012年9月通过专家验收。项目立足于上海及华东地区的中尺度高影响天气，以台风、暴雨、强对流、雷电、高温热浪等恶劣天气为研究对象，突...
- 关键词：
- 关键词：中尺度天气
- 云物理初始化对一次强对流天气数值预报的影响研究被引量：5
- 2018年
- 基于第二代华东快速更新循环同化预报模式系统,针对2015年4月28日华东强对流天气,分析了云初始化对强对流数值预报的作用和影响。有无云初始化试验对比结果表明,在循环系统中使用云初始化,能够显著提高0~6 h的降水预报评分,强降水的位置预报更接近实况。云初始化能较好地改善初始场水凝物的质量分布,提供较准确的相关对流系统的初始信息,改进强对流区域内水凝物的预报效果,有效避免了模式初始阶段的降水滞后现象,缩短了模式由于初始微物理信息缺失引起的"spin-up"时间。而积分6 h以后的结果与无云初始化的结果差别不大。
- 李佳李佳陈葆德黄伟
- 边界层参数化方案在“灰色区域”尺度下的适用性评估被引量：9
- 2018年
- 随着数值预报模式分辨率的提高,当模式网格距与含能湍涡的长度尺度相当时,模式动力过程可解析一部分湍流运动,而剩余的湍流运动仍需参数化,此时便产生了湍流参数化的"灰色区域"问题。对传统的PBL(Planetary Boundary Layer)方案在"灰色区域"下的适用性评估,是改进PBL方案以使其能够适应分辨率变化的前提和基础。本研究基于干对流边界层的大涡模拟试验,比较了WRF(Weather Research and Forecast Model)模式中四种常用的边界层参数化方案[YSU(Yonsei University)、MYJ(Mellor-Yamada-Janjic)、MYNN2.5(Mellor-YamadaNakanishi-Niino Level 2.5)、MYNN3)]在"灰色区域"尺度下的表现。研究表明,混合层内总热通量对所使用的参数化方案和水平分辨率均不敏感。不同参数化方案中次网格与网格通量的比例表现出对水平网格距不同的依赖性。局地PBL方案(MYJ、MYNN2.5)在混合层内的平均位温随网格距减小而增大,次网格通量随网格距减小而减小,较参考湍流场对次网格通量有所低估。YSU方案的非局地项几乎不随水平格距改变而变化,对次网格通量的表征并未表现出较强的分辨率依赖性,且过强的非局地次网格输送使混合层内温度层结呈弱稳定,抑制了可分辨湍流输送,不易于激发次级环流。MYNN3方案的非局地次网格通量(负梯度输送项)随网格距减小而减小,使其对次网格通量的表征具有较好的分辨率依赖性。PBL方案在"灰色区域"尺度下的适用性与具体分辨率有关。以分辨率500 m为例,四种PBL方案中不存在一种最佳方案,能对边界层的热力结构和湍流统计特征均有准确的描述。
- 刘梦娟刘梦娟陈葆德
- 关键词：边界层参数化方案大涡模拟
- 面向航空安全的高分辨数值天气预报集成系统
- 王晓峰张蕾江勤李佳杨玉华许晓林张赟程殷岳张旭李佰平郭巍黄伟谭燕徐同陈葆德
- 气象因素是造成飞行事故的重要原因之一，同时近一半以上的航班延误是由天气原因造成的。提高天气预报准确率，对提升飞行安全水平、降低飞行成本、优化机场管理效率具有重要意义。而开展高分辨率预报系统研发是提高与航空飞行相关的天气预...
- 关键词：
- 关键词：航空飞行安全数据处理系统
- 一种新型高度地形追随坐标在GRAPES区域模式中的实现:理想试验与比较研究被引量：8
- 2015年
- 将一种新的高度地形追随坐标(Klemp坐标)引入了GRAPES区域模式,并与传统追随坐标(Gal-Chen坐标)和平缓地形追随坐标(SLEVE,Smooth Level Vertical coordinate)进行了比较。对不同坐标下气压梯度力的计算误差通过理想静止大气试验进行了评估,结果表明:与Gal-Chen坐标和SLEVE坐标相比,Klemp坐标有效地减小了气压梯度力的计算误差。理想重力波模拟试验表明,Klemp坐标下对重力波的模拟相比其他两种坐标也更接近于解析解。模式进一步采用了Mahrer气压梯度计算方案减少了计算误差,并提高了模式的精度和稳定性。实际个例试验与理想试验的结论相似。
- 张旭黄伟陈葆德
- 关键词：GRAPES模式气压梯度力
- 二阶精度半隐式半拉格朗日轨迹计算和时间积分方案在GRAPES区域模式中的应用被引量：5
- 2015年
- 将两时间层稳定外插方案(Stable Extrapolation Two-Time-Level Scheme,SETTLS)引入GRAPES区域模式,并将其用于上游点和非线性项的时间外插计算。对线性项采用二阶精度的非中央权重时间平均,并取等温参考大气的温度大于实际大气平均温度,以保证半隐式积分方案的稳定性。原GRAPES时间积分方案对线性项做一阶非中央权重时间平均,对参考大气的选择并无限制,而为保证稳定性,须取较大的非中央权重系数,但非中央权重系数会对低波数波动产生较强的衰减作用。理想试验结果表明,相比原GRAPES半隐式半拉格朗日(SISL)时间积分方案,新SISL时间积分方案计算稳定且对波动的衰减作用较弱。
- 张旭黄伟陈葆德
- 华东区域中尺度集合预报系统的改进及2020年梅雨期降水试验
- 2022年
- 考虑区域模式预报中不确定性的各种来源,分别引入初始场误差、侧边界误差和模式误差构建新一代华东区域中尺度集合预报系统,并对2020年梅雨期降水开展为期一个月的集合预报试验。通过不同时空尺度典型个例的分析可以看出,所选取的随机物理倾向扰动方案中的参数具备一定的通用性,且在参数调优中加强随机过程的影响,系统中低层的风场和湿度场有明显的反馈,集合系统的离散度得到较大改善,对预报的影响大小依次为:格点方差、随机扰动场的去相关空间和随机扰动场的去相关时间。一个月的梅雨期降水评估结果显示:集合系统升级后对各时次各量级的降水TS(Threat Score)评分均有所提升,但仍然存在着降水强度偏大的问题;从概率预报的角度来看,系统升级后,对中到大雨预报的准确率和可信度提升明显,对强降水事件的描述更准确;形势场的检验结果表明,系统的预报偏差问题得到了部分程度地改善,对大气中低层风场、湿度场和地面变量的预报效果较好。相比原华东区域中尺度集合预报系统,升级后的系统,其整体优势可概括为:预报误差减小、集合离散度明显增加,降水预报的能力在各时段各量级均有提升,其中物理过程的不确定性对于捕捉强降水事件有明显的影响,使得系统的预报可信度增加。
- 谭燕黄伟杨玉华张旭陈葆德
- 关键词：梅雨性能分析
- 边界层参数化方案中局地与非局地混合在高分辨率数值预报模式中的作用和影响被引量：1
- 2019年
- 为研究不同边界层参数化方案以及局地混合作用和非局地混合作用在高分辨率数值预报中的作用与影响,基于第二代华东区域中尺度数值预报系统,对两次暴雨天气过程进行了模拟。通过对模拟结果中各边界层物理量进行对比分析,主要结论如下:(1)参数化方案中非局地作用越强,模拟出的边界层垂直湍流混合作用越强,混合层深厚,其中动、热能和水汽的垂直输送也较强,位温垂直廓线在白天也更为稳定。(2)非局地混合作用在强降水过程中使湍流混合作用更强,可产生更多降水,其对大雨及以上量级的降水效率影响最大,局地混合作用对小量级的降水效率影响较大。(3)使用了边界层参数化方案后近地层物理量的日变化较未使用边界层参数化方案时更加明显;而海洋区域各方案均无明显日变化。
- 代昕鹭陈葆德陈葆德范广洲
- 关键词：气象学数值天气预报边界层参数化方案
- 上海高影响天气一体化多级高分辨率数值预测技术
- 陈葆德王晓峰殷岳李泓谭燕许晓林王平张蕾杨玉华李佳黄伟张旭徐同骆婧瑶唐碧
- 项目由上海台风研究所主持，部分依托上海市科委的项目支持。立足于上海及华东地区的高影响天气，以台风、暴雨、强对流、雷电、高温热浪等灾害天气为研究对象，项目从2007年初开始研发攻关，历时5年，建立完成了"高低分辨率搭配、长...
- 关键词：
- 关键词：高分辨率
