面向四維變分資料同化的NSAS積云深對(duì)流參數(shù)化方案的簡(jiǎn)化及線(xiàn)性化研究
關(guān)鍵詞：nsas積云深對(duì)流參數(shù)化 雅可比矩陣評(píng)估 簡(jiǎn)化與線(xiàn)性化 grapes全球四維變分資料同化
摘要：GRAPES全球四維變分資料同化系統(tǒng)需要積云深對(duì)流參數(shù)化方案的線(xiàn)性化與伴隨方案,直接采用原始復(fù)雜參數(shù)化方案進(jìn)行線(xiàn)性化并不可行,需要發(fā)展簡(jiǎn)化光滑方案來(lái)減緩非線(xiàn)性與非連續(xù)性特征。GRAPES全球模式采用NSAS積云對(duì)流參數(shù)化方案,積云深對(duì)流對(duì)環(huán)境的反饋主要通過(guò)補(bǔ)償下沉來(lái)實(shí)現(xiàn),研究突出補(bǔ)償下沉作用,忽略降水蒸發(fā)、動(dòng)量反饋等貢獻(xiàn),形成簡(jiǎn)化方案。采用輸入溫、濕度廓線(xiàn)加入不同幅度小擾動(dòng)方法,評(píng)估參數(shù)化方案計(jì)算的溫度、比濕時(shí)間傾向?qū)斎霐_動(dòng)的敏感性,檢驗(yàn)非線(xiàn)性與非連續(xù)特征。提出避免或減緩非連續(xù)"開(kāi)關(guān)"的方法,在簡(jiǎn)化方案的基礎(chǔ)上發(fā)展了簡(jiǎn)化光滑方案。簡(jiǎn)化光滑方案與原始積云深對(duì)流方案相比,在對(duì)流觸發(fā)上一致,在對(duì)流的位溫與比濕傾向、降水的時(shí)序模擬等方面相似,而在減緩非線(xiàn)性、避免非連續(xù)性方面顯著優(yōu)于原始方案。基于簡(jiǎn)化光滑方案發(fā)展的線(xiàn)性化方案表明,對(duì)小于2倍分析增量幅度的擾動(dòng),線(xiàn)性化方案可以較好地模擬非線(xiàn)性方案的擾動(dòng)發(fā)展。發(fā)展的簡(jiǎn)化光滑方案具有合理性和實(shí)用性。
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