WRF模式及數(shù)據(jù)介紹

1、模式及數(shù)據(jù)介紹1模式介紹近年來，隨著大氣科學、計算機技術(shù)以及地基與空基遙感技術(shù)等多 個學科領域的發(fā)展，數(shù)值天氣預報學科也得到了飛躍性的發(fā)展。為了提 高中小尺度災害性天氣預報的準確率，近30年的時間里中尺度數(shù)值模擬 的研究得到了更多的重視。雖然仍無法避免模式帶來的預報誤差，但其 值已明顯的減小。宇貴財""等，采用WRF V3.3.1中尺度預報模式研 究北京地區(qū)2012年7月的一次暴雨過程時很好的模擬出了暴雨落區(qū)和24 小時累積降水量等。何山切等利用WRF模式采用無嵌套方案模擬青 藏高原一次暴雨過程時也較好地模擬出了強降水雨帶的位置和中心、降 水強度以及降水范圍等。因此WRF中

2、尺度數(shù)值預報模式對暴雨過程的 模擬時有著良好的效果。WRF模式是山美國國家大氣研究中心（NCAR）、美國國家海洋 和大氣管理局（NOAA）以及天氣預報系統(tǒng)實驗室（FSL）等研究機構(gòu) 和大學聯(lián)合開發(fā)的新一代高分辨率、非靜力平衡的中尺度數(shù)值模式，簡 稱WRF （Weather Research and Forecast） uloWRF模式主要包括四個部分組成：WRF的標準初始化模塊（WRF SI）、同化系統(tǒng)（包括三維變分同化）、動力內(nèi)核以及后處理模塊】。模 式中動力內(nèi)核部分可分為ARW （用于科學研究）和NMM （用于業(yè)務預 報）兩種模塊。后處理部分（圖形軟件）主要對模式的輸出結(jié)果進行分 析并處理

3、，將模式面物理量轉(zhuǎn)換到標準等壓面、診斷分析物理場和圖形 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等，模式流程圖見圖2.1。圖2.1 WRF模式流程圖2. 2資料介紹本文所用的降水資料為日肅省加密雨量站實際觀測資料。模式模擬 的初始資料采用 NCEP （National Centers for Environmental Prediction ）卩（緯度）X 1°提供的每6小時一次的'；（經(jīng)度）格點的再分析資料【如。LI前，數(shù)值預報被視為最主要的天氣預報工具，而數(shù)值預報 常常被歸結(jié)為一個初值問題，因此模式初值的改善一直是數(shù)值預報本地 化研究的重要內(nèi)容W隨著模式的不斷升級，其同化系統(tǒng)功能不斷加強。山于，U前數(shù)值

4、 預報模式能夠相當真實的描寫和模擬出實際天氣過程的發(fā)展演變。因此, 為了能夠有效的利用各種常規(guī)、非常規(guī)觀測資料來形成較準確的模式初 始場，已經(jīng)成為進一步提高數(shù)值預報水平的關(guān)鍵問題。這種情況下，國 內(nèi)外學者已基于WRF模式展開了廣泛的應用研究切。Xiao等a利用 MM5-3DVAR系統(tǒng)檢驗多普勒徑向速度直接同化對一次暴雨個例的影 響，研究結(jié)果表明，同化試驗能夠較好的提高雨帶走向和降水強度。多 普勒雷達能夠同時獲取降水粒子的徑向速度和反射率因子的特點，是觀 測降水最基本的工具之一。并在暴雨等中小尺度強對流災害性天氣系統(tǒng) 的研究和業(yè)務監(jiān)測以及臨近預報上面有著重要的作用“込 楊毅等【沏應 用WRF模式分別進行了雷達徑向風觀測資料和變分法反演風場的同化 試驗，結(jié)果表明：同化雷達風場信息能改進模式降水預報。以上研究工作考察了多普勒雷達資料同化結(jié)果的有效性，為多普勒 雷達資料在中尺度數(shù)值預報模式中的應用做了很好的探索。山于國內(nèi)對 多普勒雷達資料在中尺度數(shù)值模式中還沒有廣泛應用，還存在許多問題 有待研究和解決本文針對2013年6月19日一20日天水一次暴雨過程， 利用中尺度預報模式WRF及其同化系統(tǒng)W