两种对流参数化方案下降水和潜热加热空间结构的模拟及其影响  

作　　者：王晓聪[1,2,3] 包庆[1] 刘琨[3] 吴国雄[1] 刘屹岷[1] 

机构地区：[1]中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室,北京100029 [2]中国科学院研究生院,北京100049 [3]中国气象局数值预报中心,北京100081

出　　处：《中国科学：地球科学》2012年第4期587-598,共12页Scientia Sinica(Terrae)

基　　金：中国科学院战略性先异科技专项(编号:XDA05110303);国家自然科学基金(批准号:40925015;40875034;41023002)资助

摘　　要：利用中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室(LASG/IAP)新版大气环流模式SAMIL(Spectral Atmosphere Model of IAP LASG),分析比较了Manabe和Tiedtke两种对流方案对降水和潜热加热空间结构的模拟性能.结果表明,Tiedtke方案模拟的对流降水偏强,层状降水偏弱,致使层状降水占总降水比例低于观测.与此相比,Manabe方案较为合理地再现了沿赤道的层状降水中心,但其模拟的孟加拉湾降水中心向东向北伸展,在高原下游有虚假强降水出现.通过比较两种对流方案模拟的潜热加热空间结构,结果表明Tiedtke方案的模拟结果远较Manabe方案合理,表现为与观测一致的位于对流层中层的对流加热峰值,以及0℃层之上的层状加热与其下的冷却.而Manabe方案模拟的对流加热峰值所在高度较观测偏低,大致位于700 hPa.另外对于层状加热,Manabe方案模拟不出0℃层以下的冷却,而表现为整层加热.温度、比湿等要素的Taylor图表明:Tiedtke方案的模拟结果与ERA40,NCEP再分析资料的相关系数更高,尤其是对流层高层200 hPa温度的模拟.文中同时提出Tiedtke方案下层状降水模拟失真的可能原因是层状降水方案忽略了积云对流过程中卷出水凝物的影响,该猜想通过敏感性试验得到证实.

关 键 词：Manabe方案 Tiedtke方案 层状降水 对流降水 潜热加热 SAMIL 

分 类 号：P434.5[天文地球—大气科学及气象学]