云微物理参数化的改进及其对川藏铁路沿线降水的模拟优势
摘要
川藏铁路是我国铁路网的重要组成部分，该区域山洪、滑坡等地质灾害多发，而降水是诱发这些灾害的重要原因，因此该区域降水的准确模拟是至关重要的。本文改进了西南区域业务预报模式云微物理方案中不确定性较大的物理过程，包括云滴活化、云水自动转化、云雨碰并和混合蒸发过程。原方案中，不同大小的云水含量对应着相同的云滴浓度，与实际不符，造成云滴尺度过大，相关物理过程速率（比如云水自动转化率）过快，导致降水高估。新方案克服了云滴尺度过大的问题，云水自动转化和云雨碰并过程均与随机收集方程更为接近，云滴蒸发机制更符合云中实际物理过程。基于新旧方案，模拟了川藏铁路沿线2021年汛期的多次降水过程，利用地面观测的降水和卫星反演的云物理量，评估了模拟结果。发现新方案对云物理量的模拟变得更为合理，使原方案对液水路径和液滴半径的模拟偏差从2倍减少到1倍以内，并显著缓解了原方案对降水强度和范围的高估情况，降水的平均均方根误差减小14%。本文所得结果能够为提高模式在该区域预报降水和灾害防控能力提供科学参考。
引用本文（GB/T 7714）
晓齐 徐, 志炜 衡, 跃清 李, 等. 云微物理参数化的改进及其对川藏铁路沿线降水的模拟优势[J]. SCIENTIA SINICA Terrae, 2023.
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