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2008年9月14日一个飑线袭击北京,城区发生了短时雷雨和大风天气,而当时的天气预报失败,影响了残奥会的田径赛事。本文利用WRF(Weather Research and:Forecasting Model)模式和ARPS模式(Advanced Regional Prediction System)的资料分析系统ADAS(ARPS Data Analysis System)对该过程进行模拟,研究了其对模式水平分辨率,不同种类观测资料(GTS(global telecommunication system)数据、MICAPS数据、FY2C卫星资料和CINRAD多普勒天气雷达资料)同化所产生的初始场的敏感性。试验选取的积分时间范围是世界时2008年9月13日12时-15日12时,共积分48小时。
本文得到以下主要结论:
(1)以NCEP再分析资料FNL为初估场,采用WRF模式5公里水平分辨率,不进行资料同化的对照试验不能模拟出北京城区的主要降水。采用ADAS系统进行资料同化的5公里水平分辨率模式均能模拟出此次降雨过程,只是降雨落区和强度有所不同。其中:仅同化GTS数据,降水集中在北京东北部,较实况降水面积小,但量级偏大;增加MICAPS资料同化后,使得模拟的北京地区降水落区及降水中心都与实况吻合得较好;同化GTS资料、FY2C卫星资料,与只同化GTS数据的结果相近:同化GTS资料、MICAPS资料及FY2C卫星资料后,使得北京地区降水范围较接近实况,降水强度较实况偏小,降水中心落区偏北;由于初始时刻不存在降水,即没有雷达资料信息被同化,使得雷达资料的加入对改变降水没有影响。
(2)进一步的分析表明MICAPS资料中河套地区的一个探空站的加入使得初值中河套地区的东北的风较控制实验强,此处的温度也较控制试验更低,使得模拟结果中飑线比控制实验偏南,和实况更加接近。
(3)此次过程对模式水平分辨率是敏感的,使用4种观测资料进行同化但将模式分辨率降到15公里,不能模拟出北京的飑线降雨过程。