| 摘 要： | 
对流解析模拟(CPM)能帮助人们理解特定地区降雨的影响机制。在数值天气预报(NWP)模式中,微物理(MP)和行星边界层(PBL)物理参数化方案仍然是重要的不确定性来源,影响降雨的强度、发生、持续时间和传播。本文利用WRF模式,在对流解析分辨率(4 km)尺度,研究南美洲西北部(NWSA)的降雨对三种MP (WSM6, Thompson, Morrison)和两种PBL (YSU, MYNN)参数化方案的敏感性,并结合探空资料、雨量计观测和卫星资料对模拟结果进行评估,同时考虑了NWSA不同深对流易发区的降水时空变化特征。结果表明,计算成本较低的WSM6 MP和YSU PBL方案模拟降水的效果较好。与雨量计观测和卫星降水估算相比,Morrison MP高估了降雨量,特别是安第斯山脉以西的降雨量,而MYNN PBL低估了亚马逊热带大草原平原地区的降雨量。
我们发现,模式预测降雨的不确定性高度依赖于区域：MP对哥伦比亚太平洋区域影响较大,PBL对亚马逊热带大草原平原的影响较大。对降水相关过程分析发现,MP和PBL参数化的选择对模拟的对流层低层水汽通量和水汽辐合有较大影响。PBL方案对短波向下辐射有显著影响,MYNN模拟的低空云较多,降低了辐射收入;而YSU潜热通量较大,有利于湿对流和降雨。MP方案对垂直速度有显著影响;具体来说,Morrison表现出更强的对流和更高的降水率,这与固态水凝物形成的更大潜热释放有关。本研究为NWP模式的物理参数化评估提供了参考,并提出了NWSA降雨模拟的关键过程。
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