一、MM5v3多种物理过程不同参数化方案的组合试验——对东亚区域气候模拟（论文文献综述）
郭莲怡[1]（2021）在《不同降尺度方案对全球增暖1.5℃与2℃下中国区域降水的预估及平稳性检验》文中提出本文围绕全球增暖1.5℃和2℃下江淮流域和青藏高原降水的未来预估及不确定性问题,首先引入并考察非齐次隐马尔可夫（NHMM）统计降尺度方案、LMDZ4动力降尺度方案以及LMDZ4/CDF-t动力统计相结合降尺度方案对多模式模拟江淮流域夏季日降水的改善能力,利用优选的降尺度模型给出未来降水响应特征及其可能成因。同时探究协调区域气候降尺度试验（CORDEX）多模式动力降尺度前后、不同驱动场下、不同区域气候模式下、不同模拟区域下模拟青藏高原日降水的差异,并建立优选的CORDEX/CDF-t动力统计相结合降尺度方案揭示更可靠的青藏高原未来降水响应特征。在此基础上,综合考察各降尺度方案的模拟性能,并通过检验方案的平稳性阐释了预估结果中方案的不确定性,研究结果可为应对极端气候变化制定相关对策提供科学依据。主要结论如下:（1）为针对江淮流域和青藏高原降水建立最优动力统计相结合降尺度方案,先综合考察并发现Gamma分布匹配法（Gam CDF）、分位数调整法（QQadj）、等距累积概率分布匹配法（EDCDF）和转移累积概率分布法（CDF-t）四种偏差订正方法均能有效提高区域气候模式对中国区域日平均降水季节变化、日降水量概率分布与降水指数空间分布的模拟能力,其中CDF-t方法表现最优。（2）相较于LMDZ4动力降尺度和LMDZ4/CDF-t动力统计相结合降尺度方案,NHMM统计降尺度方案最有效地提高了气候模式对江淮流域夏季日降水量概率分布与降水指数空间分布的模拟能力。进一步利用NHMM方案给出全球增暖1.5℃和2℃下江淮流域夏季降水总体呈增加趋势,其中强降水的发生概率均明显增加,而小雨的发生概率显着减少;空间上江淮流域东部地区明显偏涝,西部地区偏旱。基于NHMM降尺度模型原理发现未来江淮流域全局多雨型和东多西少雨型的发生频率将呈显着增长趋势,进一步揭示该降水响应特征与其相应的环流型发生频率持续增多有关。（3）CORDEX多模式动力降尺度前后均具备一定再现青藏高原（TP）和印度河-恒河平原北部地区（NIGRP）降水气候态、季节变化和年际变率的能力,降尺度前湿季和干季降水均存在明显的湿偏差,降尺度后湿季降水的湿偏差改善显着,而干季TP降水的湿偏差反而加剧,大尺度环流表明湿季改善与南亚高压和印度洋水汽模拟改善有关,干季加剧与南亚高压和TP南支偏西水汽模拟更强有关。对比不同GCMs动力降尺度后降水发现,无论湿季或干季,MPI-ESM-LR模式动力降尺度后模拟的综合性能均更优,尤其对TP中部地区改善最优。但不同RCMs或者模拟区域下降水模拟结果并无明显差异。进一步建立优选的CORDEX/CDF-t动力统计相结合降尺度方案揭示全球增暖1.5℃和2℃下TP和NIGRP强降水（小雨）的发生频率将增加（减少）;全球增暖1.5℃下总降水量（降水强度）在TP和NIGRP大部分地区呈减少（增加）趋势,尤其是TP南部和帕米尔高原地区减幅达40%以上（TP北部、中部和帕米尔高原地区增幅普遍超过60%以上）,半度增温则会造成响应趋势更加显着。（4）NHMM统计降尺度、LMDZ4动力降尺度、LMDZ4/CDF-t动力统计相结合降尺度、CORDEX动力降尺度和CORDEX/CDF-t动力统计相结合降尺度五种方案模拟日降水概率分布和空间分布的能力皆具有较高的一致性,其中NHMM统计降尺度应用于江淮流域降水最优,CORDEX/CDF-t动力统计相结合降尺度方案应用于青藏高原降水最优。进一步检验方案的平稳性发现,NHMM方案将江淮流域所有站点上总降水量和降水强度变化的特征有效传递至了未来;但模型性能的衰减性随时间推移而增加,模拟总降水量（降水强度）在江淮大部分站点（江淮流域北部及东南部）不确定性较大。CORDEX/CDF-t方案对青藏高原中部和北部地区（约50%格点）上总降水量变化,以及仅青藏高原南边缘（约15%格点）上降水强度变化的特征有效传递;但模拟总降水量（降水强度）在青藏高原东北部、中部以及平原部分地区（青藏高原东北部、中部零星以及印度河-恒河平原北部地区）不确定性较大。
张铁军[2]（2020）在《典型风电场的风场数值预报能力改进及应用系统开发研究》文中研究指明数值预报为风电场风的预报提供了一个有效途径,可是复杂地形条件下风的准确预报仍然是一个具有挑战性,也具有社会经济影响的科学问题。本文以先进的数值预报理论和方法为基础,针对甘肃河西地区地形复杂、下垫面类型繁多、观测站点稀少的特性,分析了甘肃河西西部典型风电场风场基本特征,进行了风电场风场数值模拟,总结了数值模式参数化方案的适用性,开展了具有针对性的数值模式改进工作。并进一步开发了风电场风场预报的数值模式应用系统——绿海系统（详见第八章）。通过一段时间的稳定运行,发展了新的基于数理统计方法的订正模块。检验评估表明,绿海系统在实际业务中的风速预报能够很好地满足服务需求。研究内容主要包括以下四个方面:一、揭示了河西地区风场类型及转换特征,发现风场型的日变化特征,并且不同风场型的转换存在特定关联性。利用风场分型技术研究发现,河西酒泉地区风场可以分为5种类型,分别为“一致弱西风型（I型）”、“西风转南风型（Ⅱ型）”、“河谷加强西风型（Ⅲ型）”、“北侧强西风型（Ⅳ型）”、“弱东风型（V型）”,其中I型主要出现在夜晚、II型主要出现在白天;不同风场型之间不能随意转换,且在风场型的转换过程中存在过渡类型,如“弱西风型”不能与“弱东风型”直接转换,必须先经过“西风转南风型”的过渡。二、分析了不同驱动场数据对数值模式风场模拟误差之间的差异及边界层和辐射方案对风场模拟的影响,发现FNL资料作为初边值驱动场的模拟误差小于ERA5资料驱动的误差,YSU边界层方案对风速模拟效果最佳且模拟结果对辐射方案较敏感。利用WRF（The Weather Research and Forecasting Model）模式研究了甘肃河西地区不同驱动场、不同参数化方案配置下的风场模拟情况,并基于区域站、测风塔观测资料进行检验,对10m风场来说,基于FNL资料驱动场的模拟结果中风速误差百分率较ERA5资料驱动的模拟结果更低;对比不同边界层方案的模拟发现,YSU方案对风速具有更好的模拟效果;此外,不同的辐射参数化方案对风场的模拟结果差异较大,辐射方案对风速模拟有很大影响。三、从垂直坐标系适应性、同化ECMWF资料和模式结果订正方法三个方面入手对风场的数值模式进行了改进,发现混合垂直坐标系对虚假重力波有一定削弱作用,同化ECMWF资料后风速预报得到显着改善,提出的快速循环订正方法对预报结果改善显着。甘肃河西地区地形复杂,分别利用σ垂直坐标系和混合σ-p垂直坐标系研究地形描述对风速预报的影响,发现后者显着降低了虚假重力波向上传递,但对风场的模拟结果后者更好;另一方面,基于欧洲中期数值预报中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecast,ECMWF）高分辨率预报资料,研究不同观测资料密度下资料同化对风速预报的影响,以探索甘肃河西地区观测站点稀疏问题的解决途径,结果表明同化风速的预报结果改善显着;基于历史观测及预报资料,提出了一种运用资料均值、方差和趋势的快速循环订正方法,利用该方法订正后的预报结果明显优于模式的直接预报结果。四、构建了风电场风场预报业务系统并进行回报试验,评估结果表明该系统对风速预报的误差较小,满足业务需求。基于河西地区风场特征及模拟误差的研究,结合对背景误差协方差矩阵、Landuse的替换和垂直层加密等模式改进,建立了针对甘肃河西地区典型风电场的风场预报业务系统——绿海系统。通过该数值预报系统开展批量预报回算试验,预报对象为河西地区5个风电场,预报时段为2019年1-5月。结果表明大部分站点（时次）的预报误差小于2 m·s-1,满足业务需求。本文的研究结果可以推广到复杂地形下的风电场数值预报,是目前气象部门在西北地区第一个适用于复杂地形条件下的风能精细化数值模式预报业务应用系统。
彭路[3]（2020）在《西北地区不同季节沙尘天气的数值模拟与沙尘气溶胶的输送及来源》文中认为沙尘天气是干旱地区特有的一种灾害性天气,使西北地区脆弱的生态环境进一步恶化,还会对空气质量、人体健康和社会经济造成严重影响。西北地区位于我国西北内陆,气候特征复杂,土地类型多样,是我国沙尘天气发生频率较高的地区,同时也是中亚沙尘暴区的一个重要贡献源。沙尘天气多发于春季,在2017年冬季也出现了沙尘天气,因此,研究该地区不同季节沙尘天气特征、沙尘气溶胶的运输和潜在源区具有现实意义。本文首先使用WRF-Chem模型和NCEP资料,耦合MOZART-MOSAIC化学-气溶胶方案和AFWA起沙方案,对2017年发生在西北地区春季、冬季两次沙尘过程进行模拟,通过气象站点观测值验证了模型对沙尘天气的模拟效果,展示了沙尘天气过程和沙尘浓度的变化过程。其次,利用HYSPLIT模式、潜在源贡献因子分析法（PSCF）和权重浓度法（CWT）,追溯两次沙尘天气的气团移动轨迹,定量计算潜在源区对西北典型城市沙尘气溶胶浓度的影响程度。最后,利用逐小时监测数据,分析不同季节沙尘天气颗粒物(PM10、PM2.5)浓度变化特征和沙尘发生前期、中期、后期的污染特点,然后进一步分析大气颗粒物与风速和气温的关系。主要结果如下:（1）WRF-Chem模式较好地再现了沙尘天气变化过程。春季（5月）沙尘过程的主要影响因素为气旋与地面冷锋,冬季（12月）则为地面冷锋。模式识别出了春季沙尘主要源区为新疆南部塔里木盆地及周边地区、内蒙古西北部、陕西北部,冬季为吐鲁番盆地和库姆塔格沙漠。同时,也较好地捕捉到塔里木盆地、甘肃北部沙尘气团的移动。模式对于气温的模拟效果较风速更为理想,相关系数为0.89。不同季节的模拟效果也存在差异,对于春季气温与风速模拟效果较好,对于冬季极端气象条件下的天气过程模拟效果不甚理想。（2）WRF-Chem模拟结果显示,春季与冬季沙尘强度不同。春季沙尘天气强度较大,地面沙尘浓度最高超过400 mg/m3,沙尘排放通量最高为128μg/（m2·s）;冬季沙尘天气强度较小,地面沙尘浓度最高为162 mg/m3,沙尘排放通量最高为86μg/（m2·s）。（3）利用HYSPLIT模式对沙尘期间气团进行后向轨迹研究,不同季节沙尘的输送路径不同。春季沙尘为偏北路径,冬季为西北路径,且都有来自于境外的气团;CWT与PSCF方法的结果存在差异,CWT结果显示的潜在源区更为全面和细致,且对于目标城市的贡献大小有很好的体现;不同季节沙尘的潜在源区不同,春季沙尘的潜在源区为西北方向的塔里木盆地、吐鲁番盆地、河西走廊、柴达木盆地和内蒙古西部戈壁滩;冬季为塔里木盆地、吐鲁番盆地、河西走廊。（4）沙尘天气对城市空气质量有严重影响。AQI在沙尘发生时明显升高,在沙尘期间保持高值,个别城市AQI持续为500;沙尘天气对粗颗粒物PM10的影响较PM2.5大,在沙尘中期,各个兰州、西安、西宁、乌鲁木齐和银川的PM10的平均浓度分别为797.42μg/m3、991.20μg/m3、193.55μg/m3、231.07μg/m3和951.36μg/m3,PM2.5的平均浓度为174.91μg/m3、305.80μg/m3、42.37μg/m3、41μg/m3和239.28μg/m3。（5）无论春季还是冬季,在整个沙尘过程中,PM2.5/PM10的突降时刻较各地PM10或PM2.5浓度突增时刻较为提前。春季颗粒物与风速和气温的相关性较冬季更强,沙尘前期颗粒物与风速和气温的相关性较中期和后期强。综上所述,西北地区不同季节沙尘天气、沙尘气溶胶的时空分布不同,沙尘通量和浓度存在差异,春季沙尘为偏北路径,冬季为西北路径,且春季沙尘较冬季的潜在源区范围更大。沙尘天气对空气质量有较强负面影响,对PM10影响更大,PM2.5/PM10可作为沙尘天气预警的指标,需引起重视。
李洪兵[4]（2020）在《复杂地形下结合谱逼近和三维变分方法同化地面资料的高分辨率降尺度模拟研究》文中研究表明区域气候模式输出的高分辨率气象要素数据可以弥补气象站点稀疏地区观测记录的不足,为研究局地气候变化等提供数据支撑。然而,如何获取高质量的高分辨率（如公里尺度）气象要素数据集,尤其是对复杂地形区域,一直是动力降尺度模拟研究的目标。为此,本文针对地形复杂的秦巴山区,选取2014年冬季和2015年夏季两个时间段,利用WRF模式开展5km水平分辨率的多组动力降尺度模拟试验研究,提出谱逼近和三维变分方法相结合来实施地面观测资料的同化,为产生复杂地形下高分辨率的天气气候数据集提供一种有效途径。论文首先基于WRF模式设计了4组8个不同参数化方案组合试验,通过模拟结果和观测资料的对比分析得到适用于秦巴山区模拟的参数化方案组合;在此基础上通过两组4个月的模拟试验评估了谱逼近方法在秦巴山区复杂地形下5km水平分辨率降尺度模拟中的应用效果;最后通过两组地面观测资料循环同化试验,验证了谱逼近和三维变分同化地面观测资料相结合的方法的有效性。得到的主要结论如下:（1）8个不同参数化方案组合中,采用Dudhia短波辐射方案、YSU边界层方案、K-F积云对流参数化方案和WSM6云微物理参数方案的组合较适用于秦巴山区降尺度模拟。不同参数化方案组合对2m温度和降水模拟结果的影响较大,但对10m风速的模拟效果影响较小,其中2m温度和降水的模拟结果对短波辐射方案和云微物理方案的选取较为敏感,采用Dudhia辐射方案和WSM6云微物理方案得到的2m温度模拟效果最好,采用Dudhia辐射方案和Lin云微物理方案得到的降水模拟效果较好。（2）使用谱逼近方法得到的秦巴山区5km水平分辨率降尺度试验结果优于传统连续方法的模拟结果。谱逼近方法通过引入大尺度分析资料约束,能够有效地订正长时间连续模拟产生的大尺度环流场偏差,其模拟得到的500hPa和200hPa位势高度场、水平风场以及温度场结果和NCEP FNL分析场较为一致,明显提高了2014年冬季和2015年夏季秦巴山区2m温度的模拟精度,尤其对秦巴山区的中段和东段区域2m温度的模拟效果提升明显。谱逼近方法也明显提高了2015年夏季降水的模拟效果,但模拟的2014年冬季降水比观测值大,差于不使用谱逼近方法的试验结果。此外,尽管谱逼近方法的使用也能提高10m风速的模拟精度,但相对2m温度的模拟效果,10m风速的模拟值仍然和观测偏差较大。（3）两种同化试验都能提高2014年冬季和2015年夏季秦巴山区2m温度的降尺度模拟效果,且优于单独使用谱逼近技术的试验结果,但同化地面资料不利于降水的模拟。结合谱逼近和三维变分两种方法来同化地面观测资料的试验对2015年夏季降水、10m风速以及2m温度的模拟都好于只使用三维变分同化地面观测的试验结果。然而,谱逼近试验和三维变分相结合的同化方法对2014年冬季的降水模拟结果仍然较差,这可能是受到单一使用谱逼近和三维变分方法的两个同化试验对冬季降水模拟效果均不好的影响。
王蓉,张强,岳平,黄倩[5]（2020）在《大气边界层数值模拟研究与未来展望》文中进行了进一步梳理大气边界层作为连接下垫面和自由大气的重要桥梁,不仅影响局地的各种天气过程的发展和演变,而且在区域和全球的天气和气候变化中也扮演着关键角色。鉴于大气边界层自身的复杂性,对其数值模拟一直以来都是大气数值模拟研究中的热点和难点。通过归纳近几十年来大气边界层数值模式发展经历的3个阶段,梳理了干旱半干旱区、青藏高原地区和城市复杂下垫面3个陆地气候关键区边界层过程,以及海洋上特殊的台风边界层数值模拟研究取得的重要进展;总结出当前大气边界层数值模拟研究所面临的5个亟待解决的关键科学问题:云与边界层相互作用、边界层参数化、模式分辨率、边界层资料同化以及边界层发展机制。并明确了该领域未来需要在加强不同类型大气边界层过程的认识、边界层底和顶界面交换过程的理解、特殊地区边界层发展机制的解释、边界层参数化方案的改进、大涡模拟在边界层模拟中优势的充分发挥等5个方面开展重点研究,以期能为今后更系统地开展大气边界层数值模拟及相关研究提供参考依据。
王美丽[6]（2015）在《RegCM4.4区域气候模式对中国当代气候及极端事件的高分辨率数值模拟》文中进行了进一步梳理全球气候模式是进行气候变化研究的主要工具,但由于其分辨率较粗,在区域尺度的气候模拟及气候变化研究方面,区域气候模式得到了广泛应用。RegCM系列模式是在中国应用较多的模式之一,目前其最新版为RegCM4.4。新版区域气候模式RegCM4.4对中国地区气候模拟效果如何方面,相关工作开展较少,对其的性能进行全面检验和测试,在此基础上得到模式在这一地区的最佳模拟效果,是模式在中国地区气候模拟和气候变化预估研究中进一步应用的基础。本研究使用区域气候模式RegCM4.4,在欧洲中心再分析资料ERA-Interim驱动下,对CORDEX（phase II）-EA（East Asia）区域进行了19902010年,水平分辨率为25 km的数值积分试验。首先对新版模式进行了一系列不同物理参数化方案的组合试验,结果表明:陆面模式采用CLM3.5（Community Land Model version 3.5）,积云对流参数化方案为Emanuel的情况下,可取得模式对中国气候较好的模拟效果。CLM陆面模式默认的植被覆盖资料分辨率较低,且在中国区域存在较大误差和不确定性,从而影响模式对研究区域的模拟能力。本研究以中国1:100万植被图和1:600万植被区划图为基础,发展了一套基于CLM植被功能型分类的中国土地覆盖资料VEG。随后将此应用于RegCM4.4模式进行模拟。结果表明:VEG数据的使用,提高了模式对冬季气温和降水的模拟能力,模式在中国南部区域偏干偏冷的系统误差也有所减弱。在对模式进行测试和改进的基础上,使用RegCM4.4新版模式进行了东亚区域25km高分辨率的长期积分模拟（19902010年）,将模拟结果与观测数据进行对比以检验其对中国当代气候的模拟能力。结果表明:模式对中国气温有较好的模拟能力,东部地区气温受纬度影响呈南暖北冷的形势、西部地区受地形影响显着的空间分布特征都得到较好的描述,对于夏季气温的模拟好于冬季,改进后的模式对于以往版本中中国大部分地区的冷偏差有较大改善,但对冷季高纬度地区的暖偏差改进不大。模式对于中国多年平均降水的模拟效果不如气温,模拟的冬季降水在中国北部较观测偏多,对东南沿海的降水大值区模拟偏少,对于夏季降水的模拟较以往有所改进,在东南沿海地区以及华北、东北地区夏季降水与观测的偏差均在±25%以内。模式对气温和降水年际变率及其趋势变化的模拟相对于气候平均态的模拟而言,相对更差。模式对与气温有关的六个极端事件指数（TXx（年极端最高气温）、TNn（年极端最低气温）、T35D（高温日数）、TM10D（低温日数）、HI35D（炎热日数）、CID（舒适度日数））模拟较好,与观测基本一致。但模拟的TXx在中国中东部地区偏大;TNn在南方地区模拟偏低,尤其在青藏高原偏差较大;T35D的模拟总体较观测偏多;TM10D在河套地区模拟偏小;HI35D模拟偏少;CID在河套地区模拟偏少,而在江淮地区模拟偏多。区域模式对表征不同强度降水事件的指数RR1（110 mm/d）、RR10（1020 mm/d）和RR20（≥20 mm/d）的分布形势也有较好的描述,但模拟值在中国北方偏多,总体而言,RegCM4.4对强降水事件的模拟能力较以往版本有所提高。
刘振鑫[7]（2014）在《应用城市冠层模式与WRF模式耦合研究城市化效应》文中认为城市化是地球表面最为显着的直接由人为因素引起的土地利用类型的改变。半个世纪多以来，中国经历了异常剧烈的城市化进程，以京津冀地区和长三角地区为显着代表。土地利用类型的变化改变了该地区的陆面物理特征，包括地表反照率、地表粗糙度、动力和热力阻抗等陆面参数，进而引起区域气候变化。为了研究中国城市化对局地气候的影响，我们构建了改进的单层城市冠层模式（Modified Single Layer Urban Canopy Model，MSLUCM），并将其与中尺度大气模式WRF耦合。MSLUCM重点考虑了城市建筑物-街谷冠层的能量平衡过程，对城市建筑物的各个面，包括建筑物顶、向阳墙面、背阳墙面、建筑地面（即城市不透水陆面）、自然地面（即裸土、草皮、城市绿地等透水陆面）分别建立能量平衡方程。MSLUCM的物理模型参照Community Land surfaceModel-Urban Parameterization （CLMU）城市方案并且在此基础上进行了若干改进。在长短波辐射方案中，MSLUCM对无限长各向同性的城市街谷内视野参数（Sky View Factor, SVF）得到解析解，替代了此前被广泛采用的简单经验公式。这一改进的SVF算法，连同MSLUCM中对长短波过程的其他改进，显着提高了城市街谷内部多次反射/散射辐射量的计算精度。MSLUCM采用强迫-恢复法来计算建筑物外表面的温度，强迫项为利用能量平衡计算出的建筑物各个外表面的热通量，恢复项为建筑物内表面温度，即室内温度。鉴于资料限制和计算代价，在未考虑人为热的情况下，本文各数值实验中一律采用过去72小时的街谷平均气温来替代室温进行强迫-恢复计算。这在本文的各个模拟时段（中国东部每年3-9月，北京地区7月中下旬）中大致与实际情况吻合。另外模式中对冠层内湍流阻抗值的计算采用Monin-Obukhov相似理论。为了验证WRF-MSLUCM耦合系统的模拟性能，本文设置了两个数值敏感性实验：实验一为气候尺度的模拟实验，旨在模拟由东亚地区尤其是中国京津冀和沪宁杭地区的大规模城市化引发的东亚季风气候的变化。本实验选择2000–2010年间每年的季风时段，即3月到10月间进行连续数值积分，模拟区域为整个东亚地区；实验二为中尺度天气过程的模拟实验，模拟了北京2012年7月21日–22日的一场特大暴雨过程。空间分辨率1.5km。以上两个实验各自均由三个CASE组成：CASE1为空白对照组，调用WRFV3.4进行积分，陆面方案选择SSiB3（sfphy=8）,地表资料选United StatesGeography Survey（USGS）资料，其中的土地利用类型信息（LandUse map）为1996年版本，同时不调用SLUCM城市冠层方案；CASE2中将城市土地利用类型面积扩大到2005年的水平，但仍旧不调用城市冠层方案；CASE3中则既调用城区面积扩大后的土地利用类型地图，又同时调用MSLUCM城市冠层方案。模拟结果表明，城市化导致的土地利用类型的变化，会显着改变地面的水分和能量通量，进而对区域气候产生影响。MSLUCM模式对城市冠层物理特征的描述相比slab方式更为准确细致，因此在对城市热岛效应的模拟方面有着更为突出的表现。研究中重点探索了城市化发展对城市降水的影响。一方面，城市化的发展使得城市热岛环流随之增强，低空对流不稳定性增强，有利于城市周边区域上空的对流天气系统的产生，维持和发展。另一方面，城区不透水下垫面的存在和持续扩大，限制了城区地表水汽通量和潜热通量的交换，对降水的产生有一定的抑制作用。因此城市化的发展对局地降水的影响在不同时空尺度上展现出不同的结果：如实验一所示，东亚季风区城市土地类型面积的扩大，使得该地区内城市上空的局地降水量显着降低，表明城市化的发展在季风气候尺度上对降水有显着的抑制作用，并且局地效应显着；而实验二则表明，城区大气边界层的热力环流的存在和加强对中尺度对流系统的结构产生一定的作用，进而显着地改变了城市及其周边降水落点的分布。在城区以及上风向城市近郊，城市冠层的存在增加了近地面大气层对流不稳定性，使得降水有显着增加。
郑益群,贵志成,强学民,曾新民,江志红[8]（2013）在《中国不同纬度城市群对东亚夏季风气候影响的模拟研究》文中研究指明该工作利用中尺度模式（MM5）,通过在中国东部不同地区设置城市扩展区,进行了东亚夏季风气候的模拟对比试验,以研究不同纬度带上城市化对东亚夏季风气候的影响,并试图了解不同气候背景（不同纬度）下大规模城市群（带）的气候效应及其差异.结果表明,城市下垫面扩展使得扩展区及其周边地区的降水减少、气温升高,总体上呈现出干、暖化的趋势.城市化的气候效应通过大气环流的传输可以传播到较广阔的范围.而且不同地域（纬度）的城市下垫面扩展对大范围气候的影响也具有明显差别,北方城市带扩展比南方城市带扩展对东亚气候的影响更为显着.长江三角洲地区对城市扩展造成的下垫面改变相对不敏感,因而在长江三角洲地区比较适合发展大规模城市群,而在中国北方地区,尤其是华北平原地区,则应该对城市化的规模进行适当控制,以减小城市化发展对东亚区域气候产生的不利影响.该工作的模拟结果还表明,城市带扩展对东亚夏季风有明显影响,但由城市扩展激发出的次级大气环流具有较强区域性的特点,因而难以将城市带扩展对夏季风强度的影响概括为整体增强或减弱.
刘景卫,周天军,满文敏[9]（2013）在《变网格大气模式对1998年东亚夏季风异常的模拟研究》文中提出本文利用法国国家科研中心（CNRS）动力气象实验室（LMD）发展的可变网格的格点大气环流模式LMDZ4,对1998年东亚夏季降水进行了模拟,考查了变网格模式对东亚夏季降水的模拟性能.结果表明,模式在一定程度上能模拟出东亚夏季降水的极大值中心、夏季风雨带以及降水由东南向西北递减的空间分布特征.模式基本再现了1998年夏季两次雨带的进退特征,包括降水强度、雨带范围等,从而合理再现了1998年夏季江淮地区的"二度梅"现象.与观测相比,模拟的不足在于:在陡峭地形区附近存在虚假降水;江淮和华北地区以及四川盆地存在水汽输送的气旋式辐合偏差,同时高层环流辐散偏强,使得下层暖湿空气辐合上升、降水偏多;在东南地区存在反气旋式的水汽输送偏差,30°N以南地区降水偏少.对于1998年的"二度梅"现象,模拟偏差主要表现为长江中下游地区两次（特别是第二次）较强降水持续时间偏短,强降水范围偏小,而黄淮和华南地区却降水偏多.分析表明,模式对两次梅雨期降水的模拟偏差直接受环流形势模拟偏差的影响.LMDZ4区域模式版本的特点一是区域加密,二是加密区内预报场每10天向再分析资料恢复一次.敏感试验结果表明,LMDZ4加密区向强迫场的10天尺度恢复总体上有利于提高模式对华北降水的模拟能力,而对长江流域和华南降水的模拟具有不利影响.较之均匀网格模拟试验,加密试验由于在东亚的分辨率大大提高,对东亚夏季降水模拟效果更好.
胡伯彦[10]（2012）在《WRF模式CORDEX东亚区域气候的模拟与预估》文中研究说明东亚地区受独特的地理位置、植被分布和季风环流的影响,是世界上气候变率最大的地区之一,对该地区气候进行研究的难度相对较大。由于区域气候模式具备较高的水平分辨率和较完善的物理过程参数化方案,因此被广泛应用于气候模拟试验中。本文利用WRF模式对CORDEX计划东亚区域当代气候进行模拟,探讨了谱逼近方法在较大空间范围、较长时间尺度气候模拟试验中的适用性问题,在此基础上进一步对东亚地区未来气候变化情景进行预估。文章首先利用ERA-Interim再分析数据驱动WRF模式对CORDEX东亚区域1989至2007年气候进行模拟,通过与观测数据对比检验了谱逼近方法对气候平均态和极端事件模拟能力的影响。结果表明：使用谱逼近方法能够使东亚大部分地区的冬、夏季地面温度模拟偏差得到有效纠正,特别在冬季中国东部和印度半岛北部、夏季印度半岛和中国南方地区效果明显；冬季降水的模拟偏差在大部分地区也显着减小,夏季降水模拟结果则未有明显改进。冬季地面温度和降水年际趋势的模拟在大部分地区均更接近实际观测,夏季地面温度年际趋势模拟结果则依旧存在偏差,夏季降水年际趋势在陆地区域结果较好；区域平均冬、夏季地面温度和降水年际序列与实际观测间的相关性总体有所改进。使用谱逼近方法后日最高温度模拟偏差在印度半岛北部、中国东北和西部地区均有所减小,日最低温度模拟偏差则在中国南方及印度半岛北部减小显着,区域平均的日最高、最低温度概率分布较未使用谱逼近方法更接近实际观测；模式对不同等级降水年平均日数的模拟在中国华北、江淮、华南及中南半岛地区均有所改进。文章又利用ECHAM5全球模式数据驱动WRF模式对CORDEX东亚区域实际温室气体浓度下1978至2000年气候和IPCC AlB温室气体排放情景下2038至2069年气候分别进行模拟,首先对当代气候模拟结果进行检验：ECHAM5数据驱动下WRF模式使用谱逼近方法能够使东亚地区冬、夏季地面温度的冷偏差得到有效纠正,暖偏差则有一定程度增大；冬季降水在大部分地区有所改进,无论使用谱逼近方法与否夏季降水模拟结果均与实际观测具有差异。WRF模式对东亚北部冬、夏季升温趋势的模拟存在偏差,对冬、夏季降水年际趋势的模拟则可得到较好的结果。此外,使用谱逼近方法还可以使模式模拟的冬、夏季地面温度和降水与实际观测间的均方根误差有效减小,空间相关系数则未有显着提高；日最高、最低温度概率分布结果在中国东北、华北、江淮和华南地区更接近实际观测,东亚地区小雨、中雨和大雨年平均日数的模拟偏差也有效减小。IPCC AlB情景下未来气候变化预估结果表明：东亚地区地面温度较当代有所升高,其中冬季升温在高纬地区较明显；夏季升温较冬季偏弱,升温中心主要位于中国西部、蒙古西部及俄罗斯南部地区,且青藏高原西部地区升温异常剧烈；年平均温度的变化介于冬季和夏季之间。未来冬季降水将在东亚北部陆地和东南部海洋地区增加,中国江淮地区减少,中南半岛和印度半岛地区不同模式预估结果存在差异；夏季降水在中国北方及蒙古地区减少,中国南方及东亚南部地区增加,其中中国东南、中南半岛及印度半岛地区存在多种预估结果；年平均降水全球模式显示出“北减南增”的变化分布,区域模式中上述特征不明显。未来极端温度事件预估结果显示显示生长季长度、热浪指数、暖夜日数在东亚地区均将有所增大,其中暖夜日数的变化不同模式预估结果存在较大差异,霜日日数在东亚北部地区显着减少,年内极端温度差在东亚南部地区增大、北方地区减少。极端降水事件预估结果显示连续五日最大降水除在东亚北部有所减少外,在其它区域均将增多；最长无雨期将在中国东北、西南、中南半岛及孟加拉湾地区缩短,其它区域延长；强降水日数基本呈现“北减南增”的变化,但未使用谱逼近方法预估结果显示中国东部及中南半岛地区日数减少；简单降水强度在东亚大部分地区均将增强,只有蒙古局部地区有所减弱；极端降水总量在东亚地区也以增加为主,不同模式预估的降水总量减少区域有所不同。
二、MM5v3多种物理过程不同参数化方案的组合试验——对东亚区域气候模拟（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、MM5v3多种物理过程不同参数化方案的组合试验——对东亚区域气候模拟（论文提纲范文）
（1）不同降尺度方案对全球增暖1.5℃与2℃下中国区域降水的预估及平稳性检验（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题目的与意义 |
| 1.2 研究进展 |
| 1.2.1 全球增暖1.5℃与2℃下中国区域降水响应 |
| 1.2.2 降尺度在区域气候模拟中的应用 |
| 1.2.3 降尺度方案的平稳性检验 |
| 1.3 存在问题 |
| 1.4 章节安排及其总体结构 |
| 第二章 研究方法 |
| 2.1 统计降尺度方案 |
| 2.1.1 基于概率分布调整的偏差订正方法 |
| 2.1.1.1 Gamma分布匹配法(Gam CDF) |
| 2.1.1.2 转移累积概率分布法(CDF-t) |
| 2.1.1.3 等距累积概率分布匹配法(EDCDF) |
| 2.1.1.4 分位数调整法(QQadj) |
| 2.1.2 非齐次隐马尔可夫模型(NHMM) |
| 2.2 动力降尺度方案 |
| 2.2.1 大气变网格LMDZ4 动力降尺度 |
| 2.2.2 协调区域气候降尺度试验(CORDEX) |
| 2.3 动力统计相结合降尺度方案 |
| 2.4 降水指数 |
| 2.5 气候模拟评估及平稳性检验指标 |
| 2.6 全球增暖达到1.5℃和2℃的未来气候风险 |
| 第三章 多种偏差订正方法对中国区域动力降尺度模拟应用的评估及优选 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 研究资料 |
| 3.3 多种偏差订正方法的模拟评估及优选 |
| 3.3.1 季节变化 |
| 3.3.2 日降水概率分布 |
| 3.3.3 降水指数空间分布 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 不同降尺度方案对江淮流域降水的模拟评估与预估 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 资料与方法 |
| 4.2.1 观测与模式资料 |
| 4.2.2 降尺度模型建立 |
| 4.2.3 全球增暖达到1.5℃与2℃的时间段 |
| 4.3 不同降尺度方案的模拟评估及对比 |
| 4.3.1 日降水量概率分布 |
| 4.3.2 降水指数空间分布 |
| 4.4 全球增暖1.5℃与2℃下江淮流域降水的未来变化 |
| 4.4.1 日降水量概率分布的未来变化 |
| 4.4.2 降水指数空间分布的未来变化 |
| 4.5 未来降水变化的可能成因 |
| 4.5.1 雨型及其发生频率的变化 |
| 4.5.2 天气型的变化 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 不同降尺度方案对青藏高原降水的模拟评估与预估 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 资料与方法 |
| 5.2.1 观测与模式资料 |
| 5.2.2 降尺度模型建立 |
| 5.2.3 全球增暖达到1.5℃与2℃的时间段 |
| 5.3 CORDEX多模式动力降尺度对青藏高原降水的模拟评估及成因 |
| 5.3.1 动力降尺度前后降水模拟的差异及成因 |
| 5.3.2 不同驱动场下降水模拟的差异 |
| 5.3.3 不同区域气候模式下降水模拟的差异 |
| 5.3.4 不同模拟区域下降水模拟的差异 |
| 5.4 不同降尺度方案的模拟评估及对比 |
| 5.4.1 日降水量概率分布 |
| 5.4.2 降水指数空间分布 |
| 5.5 动力统计结合的不同增温阈值下青藏高原降水未来预估 |
| 5.5.1 日降水量概率分布的未来变化 |
| 5.5.2 降水指数空间分布的未来变化 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 降尺度方案的平稳性检验及不确定性分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 降尺度方案 |
| 6.3 综合评估 |
| 6.4 平稳性检验 |
| 6.4.1 模型对有效信息的传递能力 |
| 6.4.2 模型性能的衰减性 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 全文总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 特色与创新 |
| 7.3 问题与展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间科研工作情况 |
| 致谢 |
（2）典型风电场的风场数值预报能力改进及应用系统开发研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 全球可再生能源发展背景 |
| 1.2 我国风电发展现状 |
| 1.3 甘肃河西风电场特征 |
| 1.4 风电预报研究发展现状 |
| 1.4.1 风电预报研究中WRF的应用 |
| 1.4.2 风电预报研究中的参数化方案 |
| 1.5 科学问题的提出 |
| 1.6 研究内容与章节安排 |
| 1.7 论文的创新性 |
| 第二章 资料与方法 |
| 2.1 资料 |
| 2.2 方法 |
| 2.2.1 数值模式 |
| 2.2.2 MV-EOF方法 |
| 2.2.3 K-means方法 |
| 2.2.4 风速订正方法 |
| 2.2.5 检验指标 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 典型风电场风场分型及转换特征 |
| 3.1 甘肃地区风场基本特征 |
| 3.1.1 地表风速基本特征 |
| 3.1.2 不同高度风速特征 |
| 3.2 基于K-means的风场分型及特征 |
| 3.3 风场不同分型之间的转换 |
| 3.4 风场不同分型之间转换的环流特征 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 数值模拟误差特征分析 |
| 4.1 数值模式对风速模拟研究背景 |
| 4.2 数值模式模拟结果与区域站资料对比分析 |
| 4.2.1 区域站分布 |
| 4.2.2 风速相关系数 |
| 4.2.3 风速误差百分率 |
| 4.2.4 2 m温度相关系数 |
| 4.3 数值模式模拟结果与风塔资料对比分析 |
| 4.3.1 风塔资料介绍 |
| 4.3.2 风塔测风逐小时分布 |
| 4.3.3 风塔资料的结果对比分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 地形坐标对风场模拟的影响 |
| 5.1 σ坐标和混合σ-p垂直坐标 |
| 5.2 试验区域地形特征概况 |
| 5.3 试验设计 |
| 5.4 结果对比分析 |
| 5.4.1 基本形势场特征 |
| 5.4.2 高层地形重力波扰动 |
| 5.4.3 对对流层结构模拟的影响 |
| 5.5 水平风速模拟差异 |
| 5.6 批量实验与实况对比 |
| 5.7 结论与讨论 |
| 第六章 细网格风场预报的同化改进试验研究 |
| 6.1 WRF-3DVAR同化 |
| 6.2 试验设计 |
| 6.3 结果分析 |
| 6.3.1 气象要素增量对比 |
| 6.3.2 U、V误差分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 误差订正方法研究 |
| 7.1 风电场位置及风速预报误差特征 |
| 7.1.1 风电场位置分布 |
| 7.1.2 风电场误差分布特征 |
| 7.2 风速误差订正新方法 |
| 7.3 基于AVT方法的风电场风速预报误差订正 |
| 7.3.1 误差订正情况 |
| 7.3.2 不同时刻、不同风速等级的订正 |
| 7.3.3 不同时段下风速订正后误差分析 |
| 7.3.4 基于历史资料的订正情况 |
| 7.4 不同方法风电场风速预报误差订正对比研究 |
| 7.4.1 风电场风速误差订正 |
| 7.4.2 历史资料长度对风速误差订正的影响 |
| 7.5 本章小结 |
| 第八章 应用系统构建及检验评估 |
| 8.1 系统介绍 |
| 8.1.1 业务系统参数设定 |
| 8.1.2 业务系统构建中的重要改进 |
| 8.2 业务系统预报偏差分析 |
| 8.2.1 预报偏差整体情况 |
| 8.2.2 不同月份预报偏差 |
| 8.2.3 不同时刻预报偏差 |
| 8.2.4 不同等级风速预报偏差 |
| 8.3 本章小结 |
| 第九章 总结与展望 |
| 9.1 全文总结 |
| (1)揭示了甘肃河西地区风场型的基本特征 |
| (2)分析了甘肃河西风速预报误差特征 |
| (3)对比了复杂地形下不同垂直坐标系对预报结果的影响 |
| (4)研究了同化ECMWF预报场对模式风速预报的影响 |
| (5)提出了基于历史资料的风速订正方法并用于业务 |
| (6)构建了甘肃省新能源数值预报系统并检验预报性能 |
| 9.2 讨论与展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 一、发表论文 |
| 二、主持科研项目 |
| 致谢 |
（3）西北地区不同季节沙尘天气的数值模拟与沙尘气溶胶的输送及来源（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 沙尘暴国内外研究进展 |
| 1.2.2 沙尘天气数值模拟研究现状 |
| 1.2.3 沙尘来源识别研究现状 |
| 1.2.4 沙尘天气对空气质量的影响研究进展 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第二章 资料与方法 |
| 2.1 数据资料 |
| 2.1.1 气象资料 |
| 2.1.2 大气污染物资料 |
| 2.2 WRF-Chem模式介绍 |
| 2.2.1 WRF简介 |
| 2.2.2 物理过程方案 |
| 2.2.3 WRF-Chem简介 |
| 2.2.4 起沙参数化方案 |
| 2.3 实验方案设置 |
| 2.3.1 研究区域概况 |
| 2.3.2 沙尘事件描述 |
| 2.3.3 模式设置 |
| 2.4 HYSPLIT模型 |
| 第三章 西北地区2017年两次沙尘过程的模拟研究 |
| 3.1 模型模拟结果的验证 |
| 3.2 2017年春季沙尘天气过程个例 |
| 3.2.1 沙尘天气过程 |
| 3.2.2 沙尘浓度的时空分布 |
| 3.2.3 起沙过程 |
| 3.2.4 PM10浓度的变化 |
| 3.2.5 PM10的垂直分布 |
| 3.3 2017年冬季沙尘天气过程个例 |
| 3.3.1 沙尘天气过程 |
| 3.3.2 沙尘浓度的时空分布 |
| 3.3.3 起沙过程 |
| 3.3.4 PM10浓度的变化 |
| 3.3.5 PM10的垂直分布 |
| 3.4 不确定性分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 不同季节沙尘天气气溶胶传输路径和潜在源区 |
| 4.1 HYSPLIT轨迹计算和聚类分析 |
| 4.1.1 春季沙尘的传输路径 |
| 4.1.2 冬季沙尘的传输路径 |
| 4.2 潜在源区分布及其相对贡献 |
| 4.2.1 春季潜在源区分布及其相对贡献 |
| 4.2.2 冬季潜在源区分布及其相对贡献 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 不同季节沙尘天气对西北地区大气颗粒物的影响 |
| 5.1 不同季节沙尘天气大气颗粒物的变化特征 |
| 5.1.1 春季沙尘天气大气颗粒物变化 |
| 5.1.2 冬季沙尘天气大气颗粒物变化 |
| 5.2 不同季节气象因素对大气颗粒物的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
（4）复杂地形下结合谱逼近和三维变分方法同化地面资料的高分辨率降尺度模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 动力降尺度的研究进展 |
| 1.3 谱逼近方法的应用研究 |
| 1.4 地面观测资料同化的研究现状 |
| 1.5 本文研究内容和结构 |
| 第二章 模式、方法及资料 |
| 2.1 WRF模式及其3DVar系统简介 |
| 2.2 参数化方案介绍 |
| 2.3 谱逼近方法 |
| 2.4 统计方法 |
| 2.5 资料 |
| 第三章 WRF模式不同参数化方案组合在秦巴山区的适用性分析 |
| 3.1 试验设计 |
| 3.2 不同参数化方案组合试验结果分析 |
| 3.2.1 2 m温度和10m风速模拟与地面观测对比分析 |
| 3.2.2 降水模拟与观测对比分析 |
| 3.2.3 温度和风速模拟与探空观测对比分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 谱逼近方法在秦巴山区短期气候模拟中的应用评估 |
| 4.1 试验设计 |
| 4.2 不同模拟区域对试验结果的影响 |
| 4.3 谱逼近方法应用效果分析 |
| 4.3.1 2 m温度和10m风速 |
| 4.3.2 降水 |
| 4.3.3 位势高度场 |
| 4.3.4 水平风场和温度场 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结合谱逼近和三维变分方法的地面观测同化试验 |
| 5.1 同化试验设计 |
| 5.2 单点同化试验 |
| 5.3 单时次地面资料同化效果分析 |
| 5.4 结合谱逼近和三维变分方法同化地面资料的模拟效果分析 |
| 5.4.1 2 m温度 |
| 5.4.2 1 0m风速 |
| 5.4.3 降水 |
| 5.5 同化后降水模拟变差的原因初探 |
| 5.5.1 同化背景场 |
| 5.5.2 位势高度场、风场和水汽通量场 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与讨论 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 特色与创新点 |
| 6.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
（5）大气边界层数值模拟研究与未来展望（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 大气边界层模式的发展历程 |
| 2.1 起步阶段 |
| 2.2 中尺度模式模拟阶段 |
| 2.3 大涡模拟阶段 |
| 3 气候关键区边界层过程的数值模拟研究 |
| 3.1 干旱半干旱区 |
| 3.2 青藏高原地区 |
| 3.3 城市复杂下垫面 |
| 3.4 台风边界层 |
| 4 面临的关键科学问题 |
| 4.1 云与边界层相互作用的问题 |
| 4.2 边界层参数化的问题 |
| 4.3 模式分辨率的问题 |
| 4.4 边界层资料同化的问题 |
| 4.5 边界层发展机制的问题 |
| 5 未来的发展方向 |
| 5.1 加强对不同类型大气边界层过程的认识 |
| 5.2 加深对边界层底和顶界面交换过程的理解 |
| 5.3 完善对特殊地区边界层发展机制的解释 |
| 5.4 改进和完善大气边界层参数化方案 |
| 5.5 充分发挥LES在边界层模拟中的优势 |
| 6 结语 |
（6）RegCM4.4区域气候模式对中国当代气候及极端事件的高分辨率数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外气候变化研究进展 |
| 1.2.2 国内气候变化研究进展 |
| 1.3 选题依据和试验步骤 |
| 1.4 研究内容 |
| 第二章 区域气候模式简介 |
| 2.1 区域气候模式的形成及发展 |
| 2.2 RegCM4.4 模式物理过程 |
| 2.2.1 模式动力方程组 |
| 2.2.2 模式的物理过程 |
| 2.3 对RegCM4.4 模式的改进—实际植被覆盖资料的引入 |
| 第三章 RegCM4.4 对中国区域气候模拟的敏感性试验 |
| 3.1 积云对流参数化方案的选择 |
| 3.1.1 资料和试验设计 |
| 3.1.2 对气温模拟的检验 |
| 3.1.3 对降水模拟的检验 |
| 3.2 RegCM4.4 的改进—中国实际植被数据的引入 |
| 3.2.1 中国 1:100万植被图和 1:600万植被区划图 |
| 3.2.2 高精度土地覆盖数据 |
| 3.2.3 土地覆盖资料的比较 |
| 3.3 中国高精度土地覆盖数据对区域气候模拟的影响 |
| 3.4 地表发射率等参数对区域气候模拟的影响 |
| 3.5 最佳参数组合对中国地区的模拟效果 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 RegCM4.4 对中国区域当代气候的模拟 |
| 4.1 试验设计 |
| 4.2 检验方法 |
| 4.2.1 空间相关系数和误差标准差 |
| 4.2.2 标准差和变异系数 |
| 4.2.3 线性趋势 |
| 4.2.4 泰勒图 |
| 4.3 模式对中国区域当代气候的模拟和检验 |
| 4.3.1 地面气温 |
| 4.3.2 降水 |
| 4.3.3 气温、降水的相关系数与误差标准差 |
| 4.3.4 泰勒图 |
| 4.3.5 地面气温和降水的年际变率 |
| 4.3.6 地面气温和降水的变化趋势 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 RegCM4.4 对中国区域极端事件的模拟 |
| 5.1 资料及分析方法 |
| 5.2 对极端事件的模拟和检验 |
| 5.2.1 年极端气温 |
| 5.2.2 高温日数和寒冷日数 |
| 5.2.3 炎热日数和舒适度日数 |
| 5.2.4 不同强度的降水 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 结论和讨论 |
| 6.1 主要研究结论 |
| 6.2 存在问题和研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简介 |
（7）应用城市冠层模式与WRF模式耦合研究城市化效应（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 概述 |
| 1.2 陆面过程与陆面模式进展 |
| 1.2.1 陆面过程与陆面模式研究在全球气候系统研究中的必要性 |
| 1.2.2 陆面过程的研究内容 |
| 1.2.3 陆面模式的研究进展 |
| 1.2.4 陆面过程和陆面模式的研究展望 |
| 1.3 城市陆面过程以及城市冠层模式的研究进展 |
| 1.3.1 城市形态学 |
| 1.3.2 城市冠层基本性质 |
| 1.3.3 城市冠层模式研究进展（基于能量平衡的城市冠层模式） |
| 1.3.4 未来城市冠层模式研究需求和研究展望 |
| 1.4 城市化对全球及区域气候影响的研究进展 |
| 1.4.1 城市化对全球及区域气候的重要性 |
| 1.4.2 城市气候学的研究进展 |
| 1.4.3 城市气候学的研究方法 |
| 1.4.4 城市化对局地气候影响数值模拟的研究进展 |
| 1.5 本文的研究内容和研究意义 |
| 第二章 研究方法与技术路线 |
| 2.1 中尺度大气模式 WRF 简介 |
| 2.1.1 WRF 模式基本框架（WRF User Guide） |
| 2.1.2 模式物理过程参数化 |
| 2.1.3 WRF 陆面过程方案 |
| 2.1.4 小结 |
| 2.2 第二代陆面模式 SSiB（Simplified Simple Biosphere）介绍 |
| 2.2.1 基本框架 |
| 2.2.2 土壤温度的计算和水汽传输 |
| 2.2.3 通量计算方案 |
| 2.2.4 SSiB 的积雪模型 |
| 2.2.5 陆面特征和参数定义 |
| 2.2.6 SSiB 与 NOAH 基本差异 |
| 2.3 SSiB 与 WRF 的耦合方法 |
| 第三章 一个基于能量平衡的单层城市冠层模式介绍 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 改进的单层城市冠层模式物理概念图象 |
| 3.3 模式的物理理论方程 |
| 3.3.1 街谷内视野参数（Sky View Factor）的计算方案 |
| 3.3.2 街谷各表面直接太阳辐射的计算方案 |
| 3.3.3 街谷内各表面长波辐射计算方案 |
| 3.3.4 城市冠层粗糙高度(Z0)和零平面位移高度(Zdc)的计算方案 |
| 3.3.5 街谷内部摩擦速度 u*和 M-O 长度(L)的计算方案 |
| 3.3.6 冠层内平均风速的计算 |
| 3.3.7 用强迫恢复法计算建筑物各表面温度 |
| 3.3.8 街谷内部感热与潜热的计算 |
| 3.3.9 街谷各表面的水平衡过程 |
| 3.3.10 城市人为热的参数化方案（简化版） |
| 3.4 MSLUCM 模式的技术流程图 |
| 3.5 MSLUCM 城市冠层模式的主要创新点 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 MSLUCM 与大气模式 WRF 的耦合方法 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 WRF 模式框架和物理过程的调用顺序 |
| 4.2.1 SOLVER |
| 4.2.2 first_rk_step_part1 |
| 4.2.3 surface driver |
| 4.3 MSLUCM 方案与 WRF 的耦合技术 |
| 4.3.1 MSLUCM 在 WRF 中的相关文件和接口状态 |
| 4.3.2 MSLUCM 与 WRF 的耦合流程 |
| 4.3.3 MSLUCM 与 WRF 的耦合过程的几个注意事项 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 北京城市大气边界层结构数值模拟的初步结果 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 应用 MM5 对京津冀地区大气边界层环流结构特征的数值模拟研究 |
| 5.2.1 模式设置 |
| 5.3.2 结果与分析 |
| 5.3 MM5 和 WRF 对北京大气边界层特征模拟性能比较 |
| 5.3.1 相关参数的设定 |
| 5.3.2 模拟与实测结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 应用 WRF-MSLUCM 模式模拟北京 7-21 暴雨天气过程 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 北京 7-21 特大暴雨洪涝灾害背景资料 |
| 6.3 数值实验设计 |
| 6.4 结果与分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 城市化进程对中国夏季季风降水影响的数值模拟 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 背景知识介绍 |
| 7.2.1 东亚季风气候特征概述 |
| 7.2.2 中国东部地区城市进程介绍 |
| 7.3 模拟试验方案的设计 |
| 7.4 模拟结果分析 |
| 7.4.1 2000 年城市化过程对东亚季风气候的影响 |
| 7.4.2 2000- 2010 年城市化对东亚夏季风降水影响的年代际特征 |
| 7.5 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 主要工作与结论 |
| 8.2 论文的创新点 |
| 8.3 存在的不足与未来研究展望 |
| 参考文献 |
| 表索引 |
| 图索引 |
| 致谢 |
（8）中国不同纬度城市群对东亚夏季风气候影响的模拟研究（论文提纲范文）
| 0 引 言 |
| 1 模式和试验方案 |
| 2 模拟结果 |
| 2.1 城市群对气温的影响 |
| 2.2 城市群对降水的影响 |
| 2.3 城市群对大气环流、湿度的影响 |
| 2.4 城市群对地表热通量的影响 |
| 3 讨论和结论 |
（9）变网格大气模式对1998年东亚夏季风异常的模拟研究（论文提纲范文）
| 1 引 言 |
| 2 模式和资料介绍 |
| 3 控制试验结果分析 |
| 3.1 降 水 |
| 3.2 850 hPa风场和水汽输送 |
| 3.3 西北太平洋副热带高压 |
| 3.4 副热带西风急流 |
| 3.5 对“二度梅”的模拟 |
| 4 控制试验与敏感试验的比较 |
| 5 结论与讨论 |
（10）WRF模式CORDEX东亚区域气候的模拟与预估（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 东亚地区气候模拟研究进展 |
| §1.1.1 全球环流模式 |
| §1.1.2 区域气候模式 |
| §1.2 区域气候模拟中的侧边界处理方式 |
| §1.2.1 牛顿松弛法 |
| §1.2.2 谱逼近法 |
| §1.3 东亚地区气候变化的预估研究 |
| §1.3.1 气候平均态 |
| §1.3.2 极端事件 |
| §1.3.3 CORDEX计划简介 |
| §1.4 本文主要内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 模式及方法介绍 |
| §2.1 WRF模式框架及参数化方案 |
| §2.2 谱逼近方法基本原理 |
| §2.3 统计检验方法简介 |
| 参考文献 |
| 第三章 谱逼近方法对ERA-Interim再分析数据驱动下东亚地区气候模拟能力的检验 |
| §3.1 试验设计与数据 |
| §3.2 模拟结果分析 |
| §3.2.1 气候平均态 |
| §3.2.1.1 地面温度 |
| §3.2.1.2 降水 |
| §3.2.1.3 地面温度和降水的季节变化 |
| §3.2.2 年际变率 |
| §3.2.2.1 地面温度和降水的趋势分析 |
| §3.2.2.2 地面温度和降水的相关性分析 |
| §3.2.3 极端事件 |
| §3.2.3.1 日最高、最低温度 |
| §3.2.3.2 不同等级降水日数 |
| §3.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 谱逼近方法对ECHAM5全球模式数据驱动下东亚地区气候模拟能力的检验 |
| §4.1 试验设计与数据 |
| §4.2 模拟结果分析 |
| §4.2.1 气候平均态 |
| §4.2.1.1 地面温度 |
| §4.2.1.2 降水 |
| §4.2.2 年际变率 |
| §4.2.2.1 地面温度和降水的趋势分析 |
| §4.2.2.2 地面温度和降水的相关性分析 |
| §4.2.3 极端事件 |
| §4.2.3.1 日最高、最低温度 |
| §4.2.3.2 不同等级降水日数 |
| §4.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 IPCC A1B情景下东亚地区21世纪中期气候变化的模拟与预估 |
| §5.1 试验设计与极端指数 |
| §5.2 未来气候变化预估 |
| §5.2.1 气候平均态 |
| §5.2.1.1 地面温度 |
| §5.2.1.2 降水 |
| §5.2.2 极端事件 |
| §5.2.2.1 极端温度 |
| §5.2.2.2 极端降水 |
| §5.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| §6.1 讨论与总结 |
| §6.2 问题与展望 |
| 致谢 |
四、MM5v3多种物理过程不同参数化方案的组合试验——对东亚区域气候模拟（论文参考文献）
- [1]不同降尺度方案对全球增暖1.5℃与2℃下中国区域降水的预估及平稳性检验[D]. 郭莲怡. 南京信息工程大学, 2021(01)
- [2]典型风电场的风场数值预报能力改进及应用系统开发研究[D]. 张铁军. 兰州大学, 2020(11)
- [3]西北地区不同季节沙尘天气的数值模拟与沙尘气溶胶的输送及来源[D]. 彭路. 兰州大学, 2020(01)
- [4]复杂地形下结合谱逼近和三维变分方法同化地面资料的高分辨率降尺度模拟研究[D]. 李洪兵. 兰州大学, 2020(01)
- [5]大气边界层数值模拟研究与未来展望[J]. 王蓉,张强,岳平,黄倩. 地球科学进展, 2020(04)
- [6]RegCM4.4区域气候模式对中国当代气候及极端事件的高分辨率数值模拟[D]. 王美丽. 中国气象科学研究院, 2015(03)
- [7]应用城市冠层模式与WRF模式耦合研究城市化效应[D]. 刘振鑫. 北京大学, 2014(02)
- [8]中国不同纬度城市群对东亚夏季风气候影响的模拟研究[J]. 郑益群,贵志成,强学民,曾新民,江志红. 地球物理学进展, 2013(02)
- [9]变网格大气模式对1998年东亚夏季风异常的模拟研究[J]. 刘景卫,周天军,满文敏. 地球物理学报, 2013(01)
- [10]WRF模式CORDEX东亚区域气候的模拟与预估[D]. 胡伯彦. 南京大学, 2012(10)