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北京首都国际机场冻雨过程的模拟及其产生的可能机制

柳贵钧 王飞 沈晗 冯向阳 张伟

柳贵钧, 王飞, 沈晗, 冯向阳, 张伟. 北京首都国际机场冻雨过程的模拟及其产生的可能机制[J]. 气候与环境研究, 2018, 23(2): 235-240. doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2018.17051
引用本文: 柳贵钧, 王飞, 沈晗, 冯向阳, 张伟. 北京首都国际机场冻雨过程的模拟及其产生的可能机制[J]. 气候与环境研究, 2018, 23(2): 235-240. doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2018.17051
Guijun LIU, Fei WANG, Han SHEN, Xiangyang FENG, Wei ZHANG. Numerical Simulation of a Freezing-Rain Process in Beijing Capital International Airport and the Mechanism for Its Formation[J]. Climatic and Environmental Research, 2018, 23(2): 235-240. doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2018.17051
Citation: Guijun LIU, Fei WANG, Han SHEN, Xiangyang FENG, Wei ZHANG. Numerical Simulation of a Freezing-Rain Process in Beijing Capital International Airport and the Mechanism for Its Formation[J]. Climatic and Environmental Research, 2018, 23(2): 235-240. doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2018.17051

北京首都国际机场冻雨过程的模拟及其产生的可能机制

doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2018.17051
基金项目: 

民航华北空管局科技立项项目 201405

详细信息
    作者简介:

    柳贵钧, 男, 1967年出生, 本科, 工程师, 主要从事航空气象预报。E-mail: guijun_liu@163.com

    通讯作者:

    王飞, E-mail: wangf43@163.com

  • 中图分类号: P435

Numerical Simulation of a Freezing-Rain Process in Beijing Capital International Airport and the Mechanism for Its Formation

Funds: 

Science and Technology Project of Civil Aviation North China Air Traffic Administration 201405

  • 摘要: 为了探讨北京首都国际机场冻雨过程产生的可能机制,利用NCEP再分析资料、风云2号E星(FY-2E)的云顶亮温(Black Body Temperature,TBB)逐小时资料及风云3号A星(FY-3A)反演的云顶高度日平均资料做为检验依据,使用美国非静力中尺度模式(Weather Research and Forecasting,WRF)对2013年1月31日发生在首都机场附近地区的一次冻雨过程进行模拟,得出以下结论:1)模拟结果中的云顶温度与FY-2E的TBB逐小时资料对应较好:此次冻雨过程,整个降水云系云顶温度在0~-6℃之间,模拟结果水成物的垂直分布也得到了较好的印证;通过FY-3A反演的云顶高度日平均资料的检验,证明此次冻雨过程的云高基本维持在3 km左右,而且云微物理固态项的含量少。2)云顶温度、云顶高度实况与模式模拟表明此次过程是一次典型的暖雨机制冻雨,这说明产生北方冻雨的可能机制并不单一,冰相机制与暖雨机制可以同时存在。
  • 图  1  2013年1月30日(a)850 hPa相对湿度(%)与风场和(b)500 hPa位势高度(单位:gpm)

    Figure  1.  (a) 850-hPa relative humidity (%) and winds and (b) 500-hPa geopotential height (gpm) on 30 Jan 2013

    图  2  FY-2E卫星2013年1月31日云顶亮温(TBB)实况(单位:℃):(a)00:00;(b)01:00;(c)02:00;(d)03:00

    Figure  2.  Black Body Temperature (TBB, ℃) from FY-2E satellite observations on 31 Jan 2013: (a) 0000 UTC; (b) 0100 UTC; (c) 0200 UTC; (d) 0300 UTC

    图  3  2013年1月31日FY-3A卫星日平均云顶高度(单位:km)

    Figure  3.  Daily mean cloud top height (km) from FY-3A satellite observations on 31 Jan 2013

    图  4  数值模拟计算2013年1月31日(a)00:00、(b)01:00、(c)02:00、(d)03:00液态水成物(阴影)与固态水成物(实线,单位:g/kg)混合比及温度(红线)垂直剖面

    Figure  4.  Vertical cross sections of liquid hydrometeor (shading), solid particles (solid lines, units: g/kg) and temperature (red lines, units: ℃) from numerical simulation at (a) 0000 UTC, (b) 0100 UTC, (c) 0200 UTC, and (d) 0300 UTC on 31 Jan 2013

    表  1  模式试验设计

    Table  1.   Design of model experiment

    模式中心点 模式区域 格点数(纬向×经向) 格距/km 积云对流参数化方案 云微物理方案 边界层方案 陆面方案 长波辐射方案 短波辐射方案
    (40.06°N,15.24°E) D01 100×100 36 KF方案 WSM6方案 MYJ方案 Noah方案 RRTM方案 Dudhia方案
    D02 163×160 12 KF方案 WSM6方案 MYJ方案 Noah方案 RRTM方案 Dudhia方案
    D03 214×208 4 WSM6方案 MYJ方案 Noah方案 RRTM方案 Dudhia方案
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-03-23
  • 网络出版日期:  2017-06-22
  • 刊出日期:  2018-03-20

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