ISSN 1004-4965

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基于CWRF模式夏季日降水量的订正技术对比

李欣韵 余锦华 梁信忠

李欣韵, 余锦华, 梁信忠. 基于CWRF模式夏季日降水量的订正技术对比[J]. 热带气象学报, 2019, 35(6): 842-851. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2019.076
引用本文: 李欣韵, 余锦华, 梁信忠. 基于CWRF模式夏季日降水量的订正技术对比[J]. 热带气象学报, 2019, 35(6): 842-851. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2019.076
Xin-yun LI, Jin-hua YU, Xin-zhong LIANG. COMPARISON OF BIAS CORRECTION TECHNIQUES BASED ON CWRF MODEL FOR DAILY PRECIPITATION IN SUMMER[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2019, 35(6): 842-851. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2019.076
Citation: Xin-yun LI, Jin-hua YU, Xin-zhong LIANG. COMPARISON OF BIAS CORRECTION TECHNIQUES BASED ON CWRF MODEL FOR DAILY PRECIPITATION IN SUMMER[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2019, 35(6): 842-851. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2019.076

基于CWRF模式夏季日降水量的订正技术对比

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2019.076
基金项目: 

国家重点研发计划“重大自然灾害监测预警与防范”重点专项 2018YFC1505804

国家重点研发计划“重大自然灾害监测预警与防范”重点专项 2018YFC1507704

国家自然科学基金 41575083

国家气候中心中国精细化区域气候预测系统研发项目 NCC2016013

南京大气科学联合研究中心北极阁开放研究基金 NJCAR2016ZD03

详细信息
    通讯作者:

    余锦华, 女, 安徽省人, 教授, 博士, 主要从事热带气旋、气候变化等方面的研究。E-mail: jhyu@nuist.edu.cn

  • 中图分类号: P435

COMPARISON OF BIAS CORRECTION TECHNIQUES BASED ON CWRF MODEL FOR DAILY PRECIPITATION IN SUMMER

  • 摘要: 误差订正是提高模式模拟和预报性能的有效方法。基于CWRF(regional Climate-Weather Research and Forecasting model)25套不同物理参数化方案的日降水量模拟资料, 对比仅进行降水日数订正(OCD)、仅进行降水量订正(OCM)和先订正降水日数再订正降水量(COR)三种订正方法, 先订正再等权重集成和先等权重集成再订正两种订正思路, 重点对1997—2015年华中和华南地区夏季日降水进行订正效果的对比。结果表明:(1)降水日的订正是必要的, 综合而言COR方法对CWRF模式日降水的订正效果更佳, 尤其是小量级降水, 但降水强度的表现不如OCM; (2)先集成后订正的效果更好; (3) CWRF模式不同参数化方案对日降水的模拟能力有显著差别, 经过订正后模拟能力均有所提升, 但对于不同的模拟方案, 其订正效果也不同。表明, 误差订正确实能有效提高模式模拟及预报性能, 但其效果存在不确定性。提高模式的预报性能, 关键还是提高模式对真实大气动力学的表述能力。

     

  • 图  1  建模时期(1980—1996年, 黑线)和订正时期(1997—2015年, 灰线)观测(实线)和模拟(虚线)的降水量经验概率分布图

    小图为大图纵坐标较小部分的放大。

    图  2  1997—2015年夏季(6—8月)华中华南地区CWRF模式25个方案订正前(a)、先订正降水日数后订正降水量(b)、只进行降水日数订正(c)、只进行降水量订正(d)后等权重集合结果降水大于等于0.1 mm的天数与观测之差的空间分布(单位:天)

    图的左(右)上角数值为与观测的空间相关系(均方根误差)。实(虚)线表示正(负)值, 灰色实线为区域分界线, 阴影表示通过0.01显著性检验。

    图  3  华中(a)和华南(b)四种情况下25个方案(圆点)及其等权重集成(五角星)的降水日数泰勒图(单位:天)

    落在极坐标系外的点以文字的形式绘制在泰勒图下方, 彩色数字表示不同情况下的方案号, 横线上下的数字分别表示该情况下与观测的均方根误差和相关系数。

    图  4  图 2, 但为降水强度(单位:mm/day)

    图  5  华南华中地区25个方案(圆点)及其等权重集成(五角星)的降水强度泰勒图(单位:mm/day)

    图  6  图 2, 但为暴雨日数(单位:天)

    图  7  图 5, 但为暴雨日数(单位:天)

    图  8  订正前(INI)、等权重集成后订正(EI_COR)、先订正再等权重集成(COR_EI)、经COR_EI再进行频率匹配平均(COR_EI_ref)百分位Q-Q

    折线斜率为1, 右下角和左上角的Q-Q图分别表示小雨和中雨情况。

    表  1  本文选择的25套CWRF模式方案的名称及其物理过程的组合[26]

    方案名称
    CASE_NAME
    积云方案
    CU
    微物理方案
    MP
    辐射方案
    RA
    边界层方案
    BL
    下垫面方案
    SF
    云量方案
    CL
    Control ECP+
    KFeta KFeta
    BMJ BMJ
    Grell Grell
    Tiedtke Tiedtke GSFC+
    NSAS NSAS
    Donner Donner
    Emanuel Emanuel GSFCLXZ+
    Lin Lin
    WSM6 WSM6 CAM3+
    Etamp Etamp
    Thompson Thompson
    Thompson-aero Thompson-aero CSSP+
    Morrison Morrison XRL
    Morrison/aerosol Morrison/aerosol
    CCCMA CCCMA
    CAWCR CAWCR
    CAM ECP+ CAM
    FuLiou FuLiou
    RRTMG RRTMG
    YSU GSFC+ YSU
    MYNN MYNN
    Boulac Boulac
    ACM GSFCLXZ+ ACM
    UW UW
    NOAH CAM3+ NOAH
    Prognostic CC CSSP+ Prognostic CC
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-12-02
  • 修回日期:  2019-09-08
  • 刊出日期:  2019-12-01

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