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云微物理参数化的改进及其对川藏铁路沿线降水的模拟优势

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川藏铁路是我国铁路网的重要组成部分,该区域山洪、滑坡等地质灾害多发,而降水是诱发这些灾害的重要原因,因此该区域降水的准确模拟是至关重要的.本文改进了西南区域业务预报模式云微物理方案中不确定性较大的物理过程,包括云滴活化、云水自动转化、云雨碰并和混合蒸发过程.原方案中,不同大小的云水含量对应着相同的云滴浓度,与实际不符,造成云滴尺度过大,相关物理过程速率(比如云水自动转化率)过快,导致降水高估.新方案克服了云滴尺度过大的问题,云水自动转化和云雨碰并过程均与随机收集方程更为接近,云滴蒸发机制更符合云中实际物理过程.基于新旧方案,模拟了川藏铁路沿线2021年汛期的多次降水过程,利用地面观测和卫星反演资料,评估了模拟结果.新方案对云物理量的模拟变得更为合理,使原方案对液水路径和液滴半径的模拟偏差从2倍减少到1倍以内,并显著缓解了原方案对降水强度和范围的高估情况,降水的平均均方根误差减小22％.本文所得结果能够为提高模式在该区域预报降水和灾害防控能力提供科学参考.
Improvement of cloud microphysical parameterization and its advantages in simulating precipitation along the Sichuan-Xizang Railway

徐晓齐、衡志炜、李跃清、王顺久、李建、王元、陈景华、张佩文、陆春松

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南京气象科技创新研究院,中国气象局交通气象重点开放实验室,南京 210041

中国气象局成都高原气象研究所,高原与盆地暴雨旱涝灾害四川省重点实验室,成都 610072

中国气象科学研究院,灾害天气国家重点实验室,北京 100081

兰州大学西部生态安全省部共建协同创新中心,兰州 730000

南京信息工程大学中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心,南京 210044

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川藏铁路 云微物理 降水 模式改进

青藏高原综合科学考察研究项目(第二次)国家自然科学基金重点项目国家重点研发计划国家自然科学基金青年基金国家自然科学基金青年基金中国气象科学研究院基本科研业务费专项四川省科技厅重点研发计划

2019QZKK0105420306112022YFC300390342205072423050832022Y0242022YFS0540

2024

10.1360/SSTe-2023-0178

中国科学(地球科学)
中国科学院

中国科学(地球科学)

CSTPCD北大核心
影响因子：1.828
ISSN：1674-7240
年,卷(期)：2024.54(3)
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