边界层参数化方案及海气耦合对WRF模拟东亚夏季风的影响  

作　　者：王子谦[1,2,3] 段安民[1] 吴国雄[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]中国科学院陆面过程与气候变化重点实验室,兰州730000 [3]中国科学院大学地球科学学院.北京100049

出　　处：《中国科学：地球科学》2014年第3期548-562,共15页Scientia Sinica(Terrae)

基　　金：中国科学院碳专项(编号:XDA-05110303);中国科学院陆面过程与气候变化重点实验室开放基金;国家重点基础研究发展计划(编号:2010CB951703);财政部/科技部公益性行业(气象)科研专项(编号:GYHY201006014)资助

摘　　要：区域气候模式的边界层参数化方案很大程度上影响着陆地-海洋-大气间水汽、动量及热量的交换,该方案的不确定性会给模式结果带来明显误差.本文基于WRF区域气候模式中四种常用的边界层参数化方案(YSU,ACM2,BouLac和MYJ)分别对东亚夏季风进行模拟研究,分析了不同的边界层方案对东亚夏季风环流及降水模拟的影响.结果表明,局地湍流动能方案BouLac和MYJ对东亚夏季风的模拟结果相对于非局地闭合方案YSU和ACM2更接近于观测,前者能更好的模拟出中国东部中低空西南风气流和西太平洋副热带高压.对于东亚夏季风降水,无论是空间分布还是季节内演变,BouLac和MYJ方案都要明显优于YSU和ACM2.此外,通过对比YSU和BouLac两种方案的模拟结果,发现边界层方案对东亚夏季风的模拟在海洋区域的影响更为显著.造成不同方案模拟差异的主要原因是非局地方案YSU和ACM2的边界层垂直混合偏强,使得海表向上输送的潜热通量明显偏强,对流更活跃,导致降水偏多以及相应季风环流的异常偏差.进一步研究指出缺少海气反馈过程使得WRF模式由边界层方案引起的模拟误差在海洋区域更为突出,引入海气耦合可以减小海表热通量误差并明显改善东亚夏季风的模拟结果.

关 键 词：WRF模式 边界层参数化方案 东亚夏季风 海气耦合 

分 类 号：P425.42[天文地球—大气科学及气象学]