通过在WRF(Weather Research and Forecasting)模式中运用松弛逼近方法(Nudging)同化NCEP-FNL资料,对中国西北地区夏季3次对流降水过程进行了模拟试验,检验了模式运用谱逼近(Spectral Nudging,SN)和格点逼近(Grid Nudging,GN)方案后对研究区域内降水过程的模拟性能。结果表明:SN和GN试验相对于控制试验,模拟的降水结果更接近于站点观测。在降水落区和量级的模拟效果上都有显著提高,且SN试验所得结果优于GN试验。通过分析两个同化试验在降水时段的基本要素场(湿度、温度和风速)变化,在近地面层,GN试验模拟的风速和温度较SN试验更接近观测;但700 hPa上,SN试验中风速、风向、温度、湿度的增量场变化及分布同降水的模拟结果存在较好的对应关系。最后,从物理诊断量—水汽通量散度的空间垂直变化来看,SN试验中600 hPa和700 hPa的水汽通量散度的正负分布有效调节降水的空间分布,更逼近观测。因此700 hPa的物理量场变量增量是降水模拟效果改善的主要原因之一。
利用2010年4月24—25日民勤基准站地面逐时温度、相对湿度、风速风向等观测资料和NCEP/NCAR FNL逐6 h再分析资料(1°×1°),基于WRF模式对2010年4月24日发生在甘肃民勤及周边地区的一次沙尘暴过程进行数值模拟试验,在检验模式模拟能力的基础上,从空间和时间上分析此次沙尘暴发生发展机制。结果表明:在沙尘暴发生前,民勤上游地区300 h Pa高空急流加强,急流前的高空辐散抽吸作用是此次沙尘暴起沙的主要动力机制;阿尔泰山附近的冷气团沿祁连山脉北侧进入民勤,并形成冷锋系统;在民勤及附近地区,对流层中下层受冷平流作用,相对湿度持续增加,而近地面存在一热低压系统,地面风速较小,温度较高。在冷锋开始过境时,沙尘暴爆发,高空急流携带的高空动量下传使得地面风速急剧增加,是沙尘暴发生的直接因素。在沙尘暴过程中,民勤地区相对湿度在垂直方向上呈上下湿、中间干的"漏斗状";近地面锋前暖空气和700 h Pa冷平流的相互作用,使锋面逆温出现时间较晚。
