数值模式中垂直分辨率对台风强度和结构模拟的影响
台风强度的数值预报一直是人们关注的焦点和难点。在台风的数值模拟中分辨率问题是台风模拟的核心问题之一，通常人们比较关注模式的水平分辨率，而垂直分辨率的设置往往被人们所忽视。在台风的数值模拟中，垂直分辨率对台风的强度影响是否显著，如何影响台风强度仍需要进一步的研究工作。因此本文利用非静力中尺度模式（WRFARW），以2005 年13 号台风‘Talim’为个例，分别设计了不同组的敏感性试验研究数值模式中垂直分辨率对台风的强度和内部结构的影响。考虑到在实际的业务预报中限于观测资料和计算资源，台风内部的积云对流过程不能得以显式描述，本文采用参数化方案模拟积云对流过程，以使结论对业务应用更具指导意义。试验分别在模式大气的低层、中层和高层采用了不同的垂直分辨率，结果表明，垂直分辨率对台风的路径影响不大，而台风的强度和内部结构对模式垂直分辨率十分敏感，模式垂直分辨率设置合理与否事关模拟结果的成败，且模式垂直分辨率并非越高越好，模式层应该在垂直空间合理分布。根据本文试验结果，提高边界层的垂直分辨率对于加强台风十分有效，提高高层大气的垂直分辨率也可一定程度上使台风强度加强，而提高模式中层的垂直分辨率使得台风的强度减弱。垂直分辨率对台风强度的这种影响一定程度上是由参数化方案对垂直分辨率的敏感性造成的，这种敏感性直接使得模拟台风的内部结构有明显变化，从而使得其强度不同。在提高模式低层的垂直分辨率后，台风的潜热通量显著增大，切向风场明显变强，台风的低层径向入流和高层径向出流都有不同程度的增强，台风的暖心结构更加明显。提高高层的垂直分辨率也有类似的效应，但是程度较弱。然而提高中层模式大气的垂直分辨率使得台风的中心气压明显增高，切向风场和径向风场均显著减弱，暖心结构也受到影响。因此，在台风的数值模拟中，应在模式大气的低层和高层采用较高的垂直分辨率，而中层大气的垂直分辨率则不宜取得太高。
垂直分辨率 台风强度 内部结构 数值预报
马占宏 费建芳 黄小刚 程小平
解放军理工大学气象学院 南京 211101
国内会议
厦门
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1-11
2011-11-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）