合进入新地球系统模式框架中。
WRF模式系统主要包括以下几个模块:
标准初始化(WPS):WRF模式数据前处理部分。WPS主要有两大功能:(1)模式区域的定义和创建;(2)将数据插值到WRF模式的计算格点上(包括水平和垂直方向)上,生成格点数据的初值及边界条件。
主模块(WRF):通过数值积分进行数值预报。一个完全可压的非静力模式,目前模式的动力框架有两种不同的方案可供选择:质量坐标框架和高度坐标框架。
后处理(wrfpost):将模式的输出结果转换成VIS5D、GrADS等数据格式,显示WRF模式的输出结果。
三维变分同化(WRF-3DVAR):变分分析系统。
更新边界条件(WRF_BC):在使用变分系统更新初始场之后,更新WPS所提供的边界条件。
4.1.2 ADAS-WRF同化分析预报系统
本应用模式系统采用ADAS同化系统对常规观测资料、雷达数据等数据进行同化,以改进初始场,从而提高模式的预报能力。
(1) ADAS同化系统简介
ADAS(ARPS Data Analysis System,Brewster, 1996)是由Oklahoma州立大学国家强风暴试验室开发的一套气象数据分析与同化系统,目的主要是为ARPS模式(Advanced Regional Prediction System, Xue et al., 2001,2003)提供初始场。ADAS是从LAPS(the Local Analysis and Prediction System, Albers, 1995; Albers et al., 1996)发展而来的,最初的名字称为OLAPS(Brewster et al., 1994)。ADAS具有非绝热初始技术(Diabatic Initialization Technique), 主要是依靠复杂云分析模块(Complex Could Analysis System)实现的 ( Zhang et al. 1998, Zhang 1999)。
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ADAS系统所用到的数据包括:
A.单层数据(single-level data):主要包括地面气象站观测,如常规天气观测SYNOP, 船舶观测SHIP, 机场地面报METAR, 浮标BUOY,自动气象站AWS, 飞机观测AMDAR,云导风SATOB, 等等。
B.廓线类数据(profile data):如探空观测(rawinsonde observations),风廓线仪观测(profiler data), VAD风廓线等。
C.雷达的径向速度和反射率。目前CINRAD的SA,SB波段可进入同化。 D.卫星的红外和可见光通道数据。目前FY2C的红外1和可见光可进入同化。
(2) ADAS-WRF同化分析预报系统结构
ADAS同化分析场作完之后插值到WRF网格作为WRF模式的初始场,同时侧边界条件也由ADAS生成,再进入WRF主模式进行运算。
ADAS-WRF系统结构如下:
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图4-1 ADAS-WRF系统结构图
系统目录如下:
图4-2 ADAS-WRF系统目录图
系统使用大量脚本,使模式运行快捷,维护更容易。系统脚本流程如下:
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图4-3 ADAS-WRF系统脚本流程图
4.1.3模式计算方案和资料说明
(1) 模式格距及计算区域
本模式预报区域如图4.模式区域的中心位置是(27.0°N,106.0°E),模式区域在垂直方向上分28层,预报区域的水平格点数为205×185,相应的水平格距为5km。
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图4-4 模式预报区域
(2)初始场
预报分别采用了两套数据作为背景场,分别是T639模式数据和GFS模式预报场。
(3)模式物理过程
预报采用非静力平衡方案,微物理过程为WSM6类冰雹方案;长波辐射采用rrtm方案;短波辐射为Dudhia方案;陆面过程为Noah方案;近地面层为Monin-Obukhov方案, 不采用积云参数化方案。 4.1.4预报产品简介
模式预报提供多种产品,可满足预报不同需求。各种产品预报时效为3小时,产品分类包括:
地面温度
海平面气压和地面水平风矢量 反射率因子 3小时累积降水 6小时累积降水
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