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探究预报山西省高速公路大雾数值预报本科毕业论文致谢
、相关性,雾落区预报的准确性及雾的生消、进展高度等,确定山西省大雾数值预报系统采取的参数化案例为:辐射案例选用云案例,边界层参数化案例选用高分辨率的Blackadar案例,积云对流参数化案例选用Grell案例,下垫面采取多层土壤温度方式,水汽案例为graupel(reisner2)案例。(3)在以NCEP的FNL再浅析资料为初始场和边界文件的个例
摘要:为了实现山西省高速公路大雾的数值预报,本论文利用MM5中尺度数值预报方式,探讨辐射和边界层参数化案例、方式分辨率、资料同化等对大雾中尺度数值预报的影响,确定基于方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)方式分辨率的高低对方式模拟结果有一定的影响,其中在水平分辨率设计的案例(45km×15km、27km×9km、15km×5km)中以27km×9km为最佳案例,垂直分辨率设计的案例(23层、30层、43层)中以43层为最佳案例。综合考虑不同案例模拟的结果、方式运转效率及预报的时效性,山西省雾数值预报系统采取的分辨率为30层、27km×9km的案例。(2)根据相似预报法(结构相似、指标相似、相关相似等)的原理,综合考虑方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、进展高度等,确定山西省大雾数值预报系统采取的参数化案例为:辐射案例选用云案例,边界层参数化案例选用高分辨率的Blackadar案例,积云对流参数化案例选用Grell案例,下垫面采取多层土壤温度方式,水汽案例为graupel(reisner2)案例。(3)在以NCEP的FNL再浅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善方式初始场和方式模拟的精度,特别是同化探空资料对方式模拟精度有较高的提升,而地面资料的加入对方式模拟的结果的影响不是很显著,由此,在山西省雾数值预报系统中同化探空资料以提升系统预报的准确性。(4)基于MM5方式预报结果,统计大雾天气相关预报因子特点,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高度大气层有着逆温层。(5)利用粒子数浓度的观测资料拟合空气质量方式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方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).依据上面陈述的的结论,构建了以MM5中尺度预报方式为基础的山西省高速公路大雾数值预报系统,系统可以自动以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。 关键词:MM5方式论文 雾数值模拟论文 液态水含量论文 参数化案例论文 分辨率论文 资料同化论文
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    摘要5-6

    ABSTRACT6-8

    第一章 引言8-12

    1.1 探讨作用及背景8

    1.2 国内外探讨进展8-10

    1.3 探讨内容与探讨案例10-12

    第二章 方式分辨率对雾数值模拟的影响12-24

    2.1 中尺度数值预报方式MM5介绍12-13

    2.2 探讨策略13-15

    2.2.1 气象要素统计评估13-14

    2.2.2 雾灾害性天气的落区预报的评定14-15

    2.3 方式分辨率对雾数值模拟的影响15-22

    2.3.1 水平分辨率对雾数值模拟的影响15-19

    2.3.2 垂直分辨率的影响19-22

    2.4 本章小结22-24

    第三章 山西省雾数值预报系统的参数化案例的选择24-59

    3.1 MM5方式参数化案例介绍24-28

    3.1.1 积云参数化(ICUPA项)24

    3.1.2 PBL(边界层)案例(IBLTYP项)24-25

    3.1.3 水汽的垂直扩散(IMVDIF=1)25

    3.1.4 显式水汽案例(IMPHYS项)25-26

    3.1.5 辐射案例(IFRAD项)26

    3.1.6 地表温度案例(ISOIL)26-27

    3.1.7 不同参数之间的相互联系27-28

    3.2 方式案例设计28-29

    3.3 个例浅析29-52

    3.3.1 2009年12月9-11日典型个例浅析29-43

    3.3.2 2009年11月28-30日典型个例浅析43-48

    3.3.3 2009年2月2-4日个例48-52

    3.4 综合三个个例浅析不同参数化案例对雾数值模拟的影响52-58

    3.4.1 近地层温度模拟效果评估52-53

    3.4.2 高空温度效果评估53-54

    3.4.3 雾区模拟效果评估54-56

    3.4.4 雾的生消及垂直结构模拟效果的评估56-58

    3.5 总结58-59

    第四章 同化探测资料后对雾数值模拟的影响59-71

    4.1 资料同化概述59

    4.2 资料同化的策略59-60

    4.2.1 动力学策略59-60

    4.2.2 统计学策略60

    4.2.3 变分策略60

    4.3 MM5四维数据同化(FDDA)60-62

    4.3.1 介绍60-61

    4.3.2 FDDA策略61

    4.3.3 FDDA的利用61

    4.3.4 FDDA中利用的数据61-62

    4.4 数据格式说明62-63

    4.5 雾天气历程中资料同化探讨实例63-71

    4.5.1 设计案例63-64

    4.5.2 站点分布说明64-65

    4.5.3 资料同化对方式初始场的影响65-66

    4.5.4 资料同化对雾区模拟的影响66-67

    4.5.5 资料同化对气象要素模拟的影响67-68

    4.5.6资料同化对太原雾历程模拟的影响68-70

    4.5.7 综合评价70-71

    第五章 粒子数浓度对能见度的影响71-79

    5.1 能见度与相对湿度、空气污染指数之间的联系71-72

    5.2 空气质量预报方式(CAPSS)介绍72-73

    5.3 空气质量预报方式CAPPS输出不同粒子数浓度的订正73-74

    5.4 太原能见度预报74-78

    5.4.1 MM5中尺度方式输出的相对湿度的订正74-75

    5.4.2 太原能见度的预报75-78

    5.5 小结78-79

    第六章 山西省高速公路雾的数值预报系统的实现79-90

    6.1 山西省高速公路的绘制79-84

    6.1.1 GrADS软件地图格式数据说明79

    6.1.2 经纬度信息的获取79-81

    6.1.3 地图文件的实现81-83

    6.1.4 地图文件的利用83-84

    6.2 山西省雾的数值预报方式的建立84-87

    6.3 业务系统的实现87-90

    6.3.1 构建的部分业务程序87-89

    6.3.2 业务系统的实现89-90

    第七章 结论及下一步的工作展望90-92

    7.1 主要结论及成果90-91

    7.2 展望91-92

    参考文献92-96

    致谢96

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