AMET 气象学的进展 1687 - 9317 1687 - 9309 Hindawi出版公司 234731年 10.1155 / 2010/234731 234731年 研究文章 三维模拟超晶胞对流风暴 Spiridonov V。 1 Dimitrovski Z。 1 Curic M。 2 卡洛斯 乔治 1 水文气象研究所 斯科普里 马其顿 2 气象部门 贝尔格莱德大学 贝尔格莱德 塞尔维亚 bg.ac.rs 2010年 18 07年 2010年 2010年 10 03 2010年 01 07年 2010年 2010年 版权©2010 V。Spiridonov et al。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

超晶胞对流风暴是由使用cloud-resolving模型模拟。数值实验已进行3 d通过使用相同的域的大小,不同的空间和时间分辨率的模型。高分辨率的云模型已被证明代表对流处理很好。以高分辨率模式运行该模型给出了一个更现实的生命周期对流风暴,风暴内部结构和行为。风暴结构和进化性能评估通过比较观测雷达反射率模拟雷达反射率。物理参数之间的比较分析显示良好的协议模型运行和比较与观察,尤其是使用精细的空间分辨率。缺乏这些物种的测量对流流出地区不允许我们评估模型与观测结果。三维仿真使用高分辨率网格模式展览有趣的特性包括一个双涡流循环,细胞分裂,辅助细胞的形成。

 1。介绍</t我tle> <p>对流云和风暴代表预测最重要的和具有挑战性的问题之一。当地严重的风暴和深对流云系具有增强的传输的热量和湿气的上层,很强的自组织流场,非常复杂的微观物理学的转换和平流层的普及率,和快速的进化和耗散过程。降水过程被激活在非常有限的时间间隔和空间,以及他们的强度可以通过大的自然变化。单体风暴可能是最暴力的风暴类型和能够产生破坏性的风,大的冰雹,weak-to-violent龙卷风。他们是最常见的在春季在中纬度moderate-to-strong大气风场时,垂直风切变和不稳定。水分的程度和垂直分布,不稳定,提升,尤其是风切变对对流风暴类型产生深远的影响。人们普遍认识到环境浮力和垂直风切变对对流风暴的特征有重要的影响。我们理解的对流风暴对这些环境参数的敏感性已经衍生出建模研究,测试各种各样的,但常常理想化,环境条件。数值计算云模型做出了重大贡献,加深了我们对超级单体风暴。</p> <p>大量的三维云模型开发了模拟的结构、强度和运动的对流云团(<xref ref-type="bibr" rid="B2"> 1</xref>- - - - - -<xref ref-type="bibr" rid="B22"> 9</xref>]。许多先前的研究使用高分辨率cloud-resolving模型(或对流云模型)已经表明,特定的模拟能够代表风暴结构,向上运输的空气和运动,雷达反射率、风速和风向,和流出的高度(<xref ref-type="bibr" rid="B8"> 10</xref>]。Convective-scale模型或云解决模型可以用来获得这些次网格过程的一般特征。</p> <p>数值实验的主要目的是模拟执行单体风暴结构和进化属性通过使用相同的初始化和不同的空间分辨率和时间步长选择满足CFD的条件。精确的风暴细胞识别和跟踪反映细胞分裂和合并在本研究中是一个主要的挑战。表示初始的模型初始化在高空探测垂直的气象数据。三维(3 d)精心设置数值实验以模拟风暴动力学,微观物理学和降雨过程。风暴结构评估通过对比建模和模拟雷达反射率通过考试的水平和垂直截面。节<xref ref-type="sec" rid="sec2"> 2</xref>我们简要描述对流云模型,数字技术和边界条件。数值实验、初始条件和实验设置中表示部分<xref ref-type="sec" rid="sec3"> 3</xref>。然后我们关注敏感性实验的结果与建设性讨论的热力学条件和云的物理性质,以及雷达反射率比较。然后物理数据建模与观察。最后,结果在最后一节讨论和总结。</p> </sec> <sec sec-type="section" id="sec2"> <title>2。云模型</t我tle> <p>对流云模型是一个三维、nonhydrostatic时间、可压缩系统使用动态计划从Klemp和Wilhelmson [<xref ref-type="bibr" rid="B9"> 4</xref>林,et al。<xref ref-type="bibr" rid="B11"> 11</xref>粒子物理学,奥维尔和科普<xref ref-type="bibr" rid="B12"> 12</xref>热力学。它包括十个预后方程:三个动量方程,压力和热力学方程,四水物质连续性方程,和一次网格动能方程。在笛卡儿坐标系统指定的方程。</p> <sec sec-type="subsection" id="sec2.1"> <title>2.1。动力学和热力学</t我tle> <p>动力部分的模型是基于压力方程和nonhydrostatic Klemp引入的可压缩运动方程和Wilhelmson [<xref ref-type="bibr" rid="B9"> 4</xref>]。运动方程来源于使用布辛涅斯克近似n - s方程,考虑平流,混乱的交通,浮力(由于变暖或加载水文气象)和压力梯度力。压力方程推导相结合可压缩连续方程和热力学方程。</p> <p>所需的次网格运输和方差项参数推导进行雷诺平均的预测变量。那样,获得的次网格湍流方程,简化,只保留次网格湍流动能的预测方程。这个方程取决于当地的浮力,剪切和耗散,用于指定艾迪混合系数。一阶更适用于湍流的计算条件为微观物理学、热力学方程。</p> <p>热力学能量方程是基于奥维尔和科普<xref ref-type="bibr" rid="B12"> 12</xref>与雪的影响磁场)补充道。这个方程考虑平流的湍流混合、和热效应冻结水文气象时,冷却效果,当融化或sublimational冷却效果当冰雹和雪多云的外环境。</p> </sec> <sec sec-type="subsection" id="sec2.2"> <title>2.2。云粒子物理学</t我tle> <p>大体积的水参数化是用来模拟微观物理学的进程。六大类水的物质包括:水蒸气,云水,冰云、雨、雪、霰或冰雹。云的水和冰云被认为是单分散的,零终端速度。雨、冰雹和雪与固定拦截Marshal-Palmer类型大小分布参数。细节可以在林等。<xref ref-type="bibr" rid="B11"> 11</xref>]。源参考方案允许共存的云水和冰云的温度区域(<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M1"> <mml:mrow> <mml:mo> - - - - - -</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> </inline-formula>40°C到0°C)是Hsie et al。<xref ref-type="bibr" rid="B7"> 13</xref>]。而不是使用雹谱从零到无穷大(理想化的光谱),Curic和Janc<xref ref-type="bibr" rid="B3"> 14</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="B4"> 15</xref>)提出考虑冰雹大小范围只包括hail-sized粒子(大于0.5厘米直径;以下称为实际雹谱)。四个预后守恒方程水物质的交流被认为是在模型中。预后变量之一是水蒸气混合比率之和,冰云的水,和云。其他预测变量的混合比例是雨,霰或冰雹,雪。它考虑6水变量(水气,水滴、冰晶、雨、雪、霰)。霰的水汽凝结体类是表示为冰雹密度为0.9 g厘米<sup>3</sup>。天然冰云通常是由使用Fletcher-type方程冰核浓度。水蒸气发生的变化由于水凝结的云,云的蒸发水和雨,霰的升华,升华和沉积生长的雪。云水是由水蒸气凝结和云冰的融化。云水中其他物质变换的过程是:蒸发,云的沉积发展冰雪,齐次云水的冻结,autoconversion云的水形成雨,云水的吸积雨、雪(<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M2"> <mml:mi> T</mml:mi> <mml:mo> <</mml:mo> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi> T</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mn> 0</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mo> =</mml:mo> <mml:mn> 273.15</mml:mn> </mml:math> </inline-formula>°K)和冰雹,湿霰的增长。</p> <p>由于融化的冰云的变化发生,从云水沉积生长,齐次云水的冻结,autoconversion雪,雪的吸积,雨水和霰,转移到雪Bergeron过程(沉积和淞化)。冰云是由使用Fletcher-type方程的冰核浓度。</p> <p>雪可能是由以下过程:autoconversion雪冰,冰云Bergeron的增长和转移云,云的吸积冰和雨,雪,冰云的吸积雨,升华和沉积生长的雪。转换其他物质是由融化的雪,雪的autoconversion形成霰,吸积的雪霰和雨,降水变化。</p> <p>雨autoconversion云产生的水,雨和雪云水的吸积<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M3"> <mml:mo stretchy="false"> (</mml:mo> <mml:mi> T</mml:mi> <mml:mo> ≥</mml:mo> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi> T</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mn> 0</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mo stretchy="false"> )</mml:mo> </mml:math> </inline-formula>融化的雪和冰雹,冰雹的湿增长期间脱落。流程:蒸发、降雨的吸积云冰、雪霰,降水概率冻结形成霰,降水变化负责减少雨。</p> <p>autoconversion冰雹产生的雪,雪,云的吸积冰和雨<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M4"> <mml:mo stretchy="false"> (</mml:mo> <mml:mi> T</mml:mi> <mml:mo> <</mml:mo> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi> T</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mn> 0</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mo stretchy="false"> )</mml:mo> </mml:math> </inline-formula>霰,概率冻结或者下雨,升华,湿的增长。蒸发的过程减少冰雹,融化,降水变化。</p> <p>霰的水汽凝结体类是表示为冰雹密度为0.9 g厘米<sup>3</sup>。天然冰云通常是由使用Fletcher-type方程冰核浓度。在这个版本的模型中,冰云也可能由Hallett-Mossop冰乘法。大陆云滴是0.05<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M5"> <mml:mrow> <mml:mi> μ</mml:mi> </mml:mrow> </mml:math> </inline-formula>米直径。热带云对应的值为0.15<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M6"> <mml:mrow> <mml:mi> μ</mml:mi> </mml:mrow> </mml:math> </inline-formula>m。相当于冰雹和雨雷达反射率因子计算通过使用方程从史密斯et al。<xref ref-type="bibr" rid="B16"> 16</xref>,雪是取自Sekhon经验方程和Srivistava [<xref ref-type="bibr" rid="B14"> 17</xref>]。更详细的信息关于水动力方程,微观物理学方程,湍流闭合,数值方法可以发现在Telenta Aleksic [<xref ref-type="bibr" rid="B20"> 18</xref>]和Spiridonov Curic [<xref ref-type="bibr" rid="B17"> 19</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="B18"> 20.</xref>]。</p> </sec> <sec sec-type="subsection" id="sec2.3"> <title>2.3。数字技术</t我tle> <p>模型使用一个非数值方案。模型方程解决semistaggered网格,C-grid。耗散我们应用的四个订单准确性过滤器。所有速度组件<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M7"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi> u</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi> 我</mml:mi> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:math> </inline-formula>在1/2网格区间定义吗<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M8"> <mml:mn> 0.5</mml:mn> <mml:mi mathvariant="normal"> Δ</mml:mi> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi> x</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi> 我</mml:mi> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:math> </inline-formula>,而标量变量定义在每个网格的中点。计算了水平和垂直平流项集中四和二阶差异,分别。自模型方程表示一个可压缩流体,一次分裂过程应用于实现数值计算的效率。标量预测方程,除了压力,是走<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M9"> <mml:mi> </mml:mi> <mml:mi> t</mml:mi> <mml:mo> - - - - - -</mml:mo> <mml:mi mathvariant="normal"> Δ</mml:mi> <mml:mi> t</mml:mi> </mml:math> </inline-formula>来<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M10"> <mml:mi> t</mml:mi> <mml:mo> +</mml:mo> <mml:mi mathvariant="normal"> Δ</mml:mi> <mml:mi> t</mml:mi> </mml:math> </inline-formula>由一个跨越一步。不负责的条款声波一代运动方程和压力方程在中央时评估水平<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M11"> <mml:mrow> <mml:mi> t</mml:mi> </mml:mrow> </mml:math> </inline-formula>。横向边界相邻网格点,正常水平平流项使用二阶近似差异而不是四阶的其他地方使用。在横向边界,正常的衍生品所有预后变量计算一阶精度,通过片面的滞后时间的差异<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M12"> <mml:mi> t</mml:mi> <mml:mo> - - - - - -</mml:mo> <mml:mi mathvariant="normal"> Δ</mml:mi> <mml:mi> t</mml:mi> </mml:math> </inline-formula>提供稳定性。在模型领域的大小相同,配置为一个<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M13"> <mml:mn> 61年</mml:mn> <mml:mo> ×</mml:mo> <mml:mn> 61年</mml:mn> <mml:mo> ×</mml:mo> <mml:mn> 16</mml:mn> </mml:math> </inline-formula>公里<sup>3</sup>,模型的分辨率不同。第一个数值实验和决议执行<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M14"> <mml:mn> 1</mml:mn> <mml:mo> ×</mml:mo> <mml:mn> 1</mml:mn> <mml:mo> ×</mml:mo> <mml:mn> 0.5</mml:mn> </mml:math> </inline-formula>公里<sup>3</sup>时间分辨率的10年代长时间。第二个模型的运行是建立在非常高的水平分辨率<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M15"> <mml:mn> 0.5</mml:mn> <mml:mo> ×</mml:mo> <mml:mn> 0.5</mml:mn> <mml:mo> ×</mml:mo> <mml:mn> 0.25</mml:mn> </mml:math> </inline-formula>公里<sup>3</sup>,使用一个较小的时间步<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M16"> <mml:mi mathvariant="normal"> Δ</mml:mi> <mml:mi> t</mml:mi> <mml:mi> </mml:mi> <mml:mo> =</mml:mo> <mml:mi> </mml:mi> <mml:mn> 5</mml:mn> </mml:math> </inline-formula>年代。Time-splitting过程应用在模型运行使用一个较小的时间步2 s。求解声波。顶部的模型中,僵化的盖子<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M17"> <mml:mo stretchy="false"> (</mml:mo> <mml:mi> w</mml:mi> <mml:mo> =</mml:mo> <mml:mn> 0</mml:mn> <mml:mo stretchy="false"> )</mml:mo> </mml:math> </inline-formula>使用;阻尼层顶部的域是不包括在内。</p> </sec> <sec sec-type="subsection" id="sec2.4"> <title>2.4。边界条件</t我tle> <p>边界条件的定义,这样速度的法向分量沿顶部和底部趋于0模型的域。确保严格的顶部边界假设不会引起垂直振动数值模拟,作者升级与辐射模型上边界条件,在Klemp及Durran [<xref ref-type="bibr" rid="B10"> 21</xref>]。外侧边界是开放和与时间有关的,所以这些干扰可以通过与最小反射Durran [<xref ref-type="bibr" rid="B6"> 22</xref>]。当速度正常的组件的边界是为了域(流入边界),正常的衍生品设置为0。所有变量的流出边界,除了压力,计算了正常的衍生品上游不同,滞后的大时间步长,以确保稳定。压力边界条件计算从其他边界值保持一致性。</p> </sec> <sec sec-type="subsection" id="sec2.5"> <title>2.5。初始条件和初始化</t我tle> <p>模型初始化在高空探测代表初始垂直的气象数据为2008年8月9日在斯科普里附近(图<xref ref-type="fig" rid="fig1"> 1</xref>)。高空探测表明有利于对流不稳定的大气条件。高空探测的主要特征是弱风顺时针转向表层和强烈的风切变的中间和上部的气氛。垂直剖面表明水分赤字在500 hPa压力级别,并增加水分含量在700年和300 hPa高度。</p> <fig id="fig1"> <label>图1</label> <p>高空探测斯科普里,马其顿于2008年8月9日,12 UTC。</p> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.001"></graphic> </fig> <p>初始化我们使用人工启动的对流。这意味着我们使用一个标准的方法论与椭圆形式的热扰动的泡沫,温度下降指数从泡沫中心向边界,以产生一个singe-cell云基于地面观测表明,对流云层形成隔离在一个热泡沫生成类似的特征。因此,对流是一个椭圆形的初始脉冲温暖的泡沫的形式<disp-formula id="eq1"> <label>(1)</label> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M18"> <mml:mi mathvariant="normal"> Δ</mml:mi> <mml:mi> T</mml:mi> <mml:mo> =</mml:mo> <mml:mi mathvariant="normal"> Δ</mml:mi> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi> T</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mn> 0</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mi> 因为</mml:mi> <mml:mo> </mml:mo> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mn> 2</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msup> <mml:mfrac> <mml:mrow> <mml:mi> π</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mn> 2</mml:mn> </mml:mrow> </mml:mfrac> <mml:mi> β</mml:mi> <mml:mo> </mml:mo> <mml:mtext> 为</mml:mtext> <mml:mi> </mml:mi> <mml:mi> β</mml:mi> <mml:mo> <</mml:mo> <mml:mn> 1</mml:mn> <mml:mo> ,</mml:mo> </mml:math> </disp-formula>在哪里<disp-formula id="eq2"> <label>(2)</label> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M19"> <mml:mi> β</mml:mi> <mml:mo> =</mml:mo> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo> (</mml:mo> <mml:mrow> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo> (</mml:mo> <mml:mrow> <mml:mfrac> <mml:mrow> <mml:mi> x</mml:mi> <mml:mo> - - - - - -</mml:mo> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi> x</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi> c</mml:mi> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi> x</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi> *</mml:mi> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:mfrac> </mml:mrow> <mml:mo> )</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mn> 2</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msup> <mml:mo> +</mml:mo> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo> (</mml:mo> <mml:mrow> <mml:mfrac> <mml:mrow> <mml:mi> y</mml:mi> <mml:mo> - - - - - -</mml:mo> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi> y</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi> c</mml:mi> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi> y</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi> *</mml:mi> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:mfrac> </mml:mrow> <mml:mo> )</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mn> 2</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msup> <mml:mo> +</mml:mo> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo> (</mml:mo> <mml:mrow> <mml:mfrac> <mml:mrow> <mml:mi> z</mml:mi> <mml:mo> - - - - - -</mml:mo> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi> z</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi> c</mml:mi> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi> z</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi> *</mml:mi> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:mfrac> </mml:mrow> <mml:mo> )</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mn> 2</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msup> </mml:mrow> <mml:mo> ]</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mn> 1</mml:mn> <mml:mo> /</mml:mo> <mml:mn> 2</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msup> <mml:mo> 。</mml:mo> </mml:math> </disp-formula>在这里,下标<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M20"> <mml:mo stretchy="false"> (</mml:mo> <mml:mi> c</mml:mi> <mml:mo stretchy="false"> )</mml:mo> </mml:math> </inline-formula>指微扰的中心的位置<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M21"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi> x</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi> *</mml:mi> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:math> </inline-formula>,<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M22"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi> y</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi> *</mml:mi> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:math> </inline-formula>,<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M23"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi> z</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi> *</mml:mi> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:math> </inline-formula>径向尺寸的泡沫。用于这些模拟值<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M24"> <mml:mo stretchy="false"> (</mml:mo> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi> x</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi> c</mml:mi> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mo> =</mml:mo> <mml:mn> 15</mml:mn> <mml:mo> </mml:mo> <mml:mtext> 公里</mml:mtext> <mml:mo> ;</mml:mo> <mml:mo> </mml:mo> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi> y</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi> c</mml:mi> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mo> =</mml:mo> <mml:mn> 15</mml:mn> <mml:mo> </mml:mo> <mml:mtext> 公里</mml:mtext> <mml:mo> ;</mml:mo> <mml:mo> </mml:mo> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi> z</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi> c</mml:mi> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mo> =</mml:mo> <mml:mn> 3所示。5</mml:mn> <mml:mo> </mml:mo> <mml:mtext> 公里</mml:mtext> <mml:mo stretchy="false"> )</mml:mo> </mml:math> </inline-formula>,<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M25"> <mml:mrow> <mml:mo stretchy="false"> (</mml:mo> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi> x</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi> *</mml:mi> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mo> =</mml:mo> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi> y</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi> *</mml:mi> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mo> =</mml:mo> <mml:mn> 2。8</mml:mn> <mml:mo> </mml:mo> <mml:mtext> 公里</mml:mtext> <mml:mo> ;</mml:mo> <mml:mo> </mml:mo> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi> z</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi> *</mml:mi> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mo> =</mml:mo> <mml:mn> 3所示。5</mml:mn> <mml:mo> </mml:mo> <mml:mtext> 公里</mml:mtext> </mml:mrow> <mml:mo stretchy="false"> )</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo> ,</mml:mo> </mml:math> </inline-formula>在泡沫中心和最大温度扰动,区分(<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M26"> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi> T</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mn> 0</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mo> =</mml:mo> <mml:mn> 1.3</mml:mn> </mml:math> </inline-formula>°C)和泡沫指数下降到零边界。水汽混合比的初始扰动引起的初始温度扰动,与假设计算相对湿度相同的值作为扰动之前。当然用随机摄动模型的初始化包括地面通过太阳辐射加热和蒸发水会给一个更现实的风暴开始,规模水平不受到modeler。</p> <p>水平均匀的初始温度、湿度、压力、和水平风从指定测深观测到附近的云系统接受调查。</p> </sec> </sec> <sec sec-type="section" id="sec3"> <title>3所示。结果</t我tle> <sec sec-type="subsection" id="sec3.1"> <title>3.1。特点的案例研究,2008年8月9日</t我tle> <p>一个类严重的雷暴产生一些最具破坏性的天气超晶胞。这些风暴包含cyclonically(反气旋)旋转上升气流和传播组件向右(左)垂直风切变的向量。为典型的恶劣天气环境垂直风概要文件在马其顿,cyclonically旋转上升气流(中气旋)也意味着风的右移。anticyclonically旋转上升气流(meso-anticyclone)移动到左边的意思是风。统计进行报告,向右移动中气旋更为普遍比向左移动mesoanticyclones;向左移动vortex确实存在并能产生恶劣天气。</p> <p>严重向左移动雷暴发生在2008年8月9日在东北地区城市之间的马其顿圣尼古拉和Kochani Bregalnica沿着河谷。在两个小时的一生中,风暴负责报告严重的淋浴和冰雹,确认为疲软的龙卷风。高空探测数据被前12小时观察西方水平风向,风力35米/秒7500 m.a.s.l上升气流。,大气不稳定的能源。</p> <p>大气在马其顿8月9日,2008包含了所需要的原料恶劣天气的发展,即水分,不稳定,和提升机制。很明显从雷达观测(由升级WSR 74年代)超晶胞由于地形和反气旋旋转在两个一个云细胞分裂雷雨:一个向左移动和静止的。长江沿岸雷暴形成循环和山尖端产生左发旅行向东沿着最初的雷暴的低级流出边界。这个长寿左发包含meso-anticyclone和负责许多灾害性天气报告。</p> <p>到1553年UTC,雷暴产生53-dB成立<我talic> Z</我talic>雷达的反射率在10公里距离的位置。在1612 UTC,里面的超级细胞分裂。在向左移动单个细胞继续朝着东方最大的雷达反射率超过50 dBz。在1636 UTC,对流细胞分离的距离30公里从雷达站点。</p> <p>在接下来的十分钟,然而,固定细胞迅速向右风暴reintensified 50分贝<我talic> Z</我talic>范围、强度等于最初的风暴,在这一点上可以被视为正确的推动者。不过,左发远远小于右进入区域范围。这个尺寸差异仍然左发的一生。</p> </sec> <sec sec-type="subsection" id="sec3.2"> <title>3.2。三维仿真单体风暴</t我tle> <p>超晶胞的结构和演化风暴,观察到在东北部的马其顿8月9日,2008年,描述通过雷达观测分析和数值模拟相结合的研究。这个对流云系是长寿和表现特征类似于经典vortex,包括细胞分裂。单体风暴的发展和演化模拟使用云解决模型与升级版的大部分参数化粒子物理学的计划。对流发起了一个温暖的泡沫(1.3°C扰动)的西南偏西烯行根据主对流群众运动。差异与风暴物理过程反映结构和演化特性主要是由于不同的空间和时间分辨率模型模拟中使用。显示每个模型运行响应相同的起始本身就是有价值的。模拟集成了一个1.5小时。这是一个非常具体的情况来模拟。对流风暴的主要特点、结构和演化特性,分析了基本的动力学,微观物理学的,雷达反射率参数。</p> <p>2008年8月9日的三维仿真单体风暴情况表明结果是敏感的初始化。这意味着一个小温度扰动值的中心热泡沫需要启动对流。图<xref ref-type="fig" rid="fig2"> 2</xref>显示三维视图的单体风暴生命周期在15、30、45、60、75和90分钟的模拟时间使用粗的空间分辨率<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M27"> <mml:mn> 1</mml:mn> <mml:mo> ×</mml:mo> <mml:mn> 1</mml:mn> <mml:mo> ×</mml:mo> <mml:mn> 0.5</mml:mn> </mml:math> </inline-formula>公里<sup>3</sup>和时间步<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M28"> <mml:mi mathvariant="normal"> Δ</mml:mi> <mml:mi> t</mml:mi> <mml:mo> =</mml:mo> <mml:mn> 10</mml:mn> </mml:math> </inline-formula>年代。一般的单体风暴的外观是通过混合比分布云的水,冰云,冰雹,雪,雨水在仿真时间。最初的云水发生后15分钟内启动。形成冰雹云冰在25分钟,雨水,分别和雪发生在30分钟。模拟云渗透稳定层,然后经历一个密集型增长,发展成一个坚定的单体风暴,大量冰晶的形成。数值模拟的单体风暴在25个,35岁,45岁,60岁,75年,使用更好的空间网格的分辨率(90分钟<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M29"> <mml:mn> 0.5</mml:mn> <mml:mo> ×</mml:mo> <mml:mn> 0.5</mml:mn> <mml:mo> ×</mml:mo> <mml:mn> 0.25</mml:mn> </mml:math> </inline-formula>公里<sup>3</sup>),和一个较小的时间步长<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M30"> <mml:mi mathvariant="normal"> Δ</mml:mi> <mml:mi> t</mml:mi> <mml:mo> =</mml:mo> <mml:mn> 5</mml:mn> </mml:math> </inline-formula>s是描绘在图<xref ref-type="fig" rid="fig3"> 3</xref>。显然表明模型与高分辨率模式下运行显示了一个更现实的单体风暴结构和演化。最初的云水在这个模型中运行发生12分钟后启动。数值实验使用细分辨率展示了一个早期形成的冰雹,雪,冰云相对于模型和粗网格分辨率。它同样明显的是,单体风暴展品细胞分裂尤其是早在它的生命周期。尽管这场风暴开始小(左),在两个细胞分裂本身没有问题,由于周围风支持左搬家公司倾向于顺时针旋转(反气旋)和向右移动细胞将逆时针(气旋)。单体风暴分裂的原因涉及次网格尺度的流体动力学的概念和治疗过程,在最初的风暴及其环境。</p> <fig-group id="fig2"> <p>三维对流风暴的生命周期的描述,表达了通过混合比率(g公斤<sup>1</sup>),从东南(SE),在15分钟的时间间隔开始15分钟。情节与相应的黄色,蓝色,绿色,红色表示的总冷凝混合比率云水、雨水、雪和冰雹。模型运行的空间分辨率<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M31"> <mml:mo stretchy="false"> (</mml:mo> <mml:mn> 1</mml:mn> <mml:mo> ×</mml:mo> <mml:mn> 1</mml:mn> <mml:mo> ×</mml:mo> <mml:mn> 0.5</mml:mn> <mml:mo stretchy="false"> )</mml:mo> </mml:math> </inline-formula>公里<sup>3</sup>十年代的时间分辨率。</p> <fig id="fig2a"> <label>(一)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.002a"></graphic> </fig> <fig id="fig2b"> <label>(b)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.002b"></graphic> </fig> <fig id="fig2c"> <label>(c)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.002c"></graphic> </fig> <fig id="fig2d"> <label>(d)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.002d"></graphic> </fig> <fig id="fig2e"> <label>(e)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.002e"></graphic> </fig> <fig id="fig2f"> <label>(f)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.002f"></graphic> </fig> </fig-group> <fig-group id="fig3"> <p>一样的图<xref ref-type="fig" rid="fig2"> 2</xref>除了模型建立的更精细的空间分辨率<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M32"> <mml:mo stretchy="false"> (</mml:mo> <mml:mn> 0.5</mml:mn> <mml:mo> ×</mml:mo> <mml:mn> 0.5</mml:mn> <mml:mo> ×</mml:mo> <mml:mn> 0.250</mml:mn> <mml:mo stretchy="false"> )</mml:mo> </mml:math> </inline-formula>公里<sup>3</sup>和5 s的时间分辨率。</p> <fig id="fig3a"> <label>(一)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.003a"></graphic> </fig> <fig id="fig3b"> <label>(b)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.003b"></graphic> </fig> <fig id="fig3c"> <label>(c)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.003c"></graphic> </fig> <fig id="fig3d"> <label>(d)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.003d"></graphic> </fig> <fig id="fig3e"> <label>(e)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.003e"></graphic> </fig> <fig id="fig3f"> <label>(f)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.003f"></graphic> </fig> </fig-group> </sec> <sec sec-type="subsection" id="sec3.3"> <title>3.3。与观察</t我tle> <sec sec-type="subsubsection" id="sec3.3.1"> <title>3.3.1。云顶的历史</t我tle> <p>据观察,云顶历史的最佳估计,顶部是大约180 mb (<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M33"> <mml:mrow> <mml:mo> - - - - - -</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> </inline-formula>59°C)的时候第一个渗透;然后上升到约110 mb (<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M34"> <mml:mrow> <mml:mo> - - - - - -</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> </inline-formula>63.5°C)或16公里高度的发展阶段,逐渐沉没在成熟阶段。云模型,另一方面,始终有一个较低的云。在25分钟,我们确定为对应于第一个渗透,和云顶在大约218 mb (<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M35"> <mml:mrow> <mml:mo> - - - - - -</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> </inline-formula>46.3°C),上升到173 mb (<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M36"> <mml:mrow> <mml:mo> - - - - - -</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> </inline-formula>56°C)或13.1公里高度m.a.s.l.,然后逐渐下沉。因此,该模型低估了云顶大约63 mb。</p> </sec> <sec sec-type="subsubsection" id="sec3.3.2"> <title>3.3.2。上升气流速度</t我tle> <p>这两种情况下显示峰值上升气流速度快速增长的开始模拟。27.7年代的最大上升气流速度<sup>1</sup>在第一个数值实验计算云在60分钟的仿真时间成熟阶段。模型运行使用细网格分辨率展示了31.3年代上升气流速度的增加<sup>1</sup>在单体风暴进化的早期阶段。峰的高度上升气流m.s.l达到7.5公里。,which is similar but somewhat higher than observations. Model runs with finer and coarser resolutions maintain peak updrafts during the remainder of the simulation for about 15.3 m s<sup>1</sup>和11.4年代<sup>1</sup>,分别。</p> </sec> <sec sec-type="subsubsection" id="sec3.3.3"> <title>3.3.3。液态水的内容</t我tle> <p>雷达反射率信息通常显示在两个维度,使得它难以提取对流风暴的结构特点。最大的雷达反射率和液态水分布的垂直剖面的垂直列对流细胞被用来确定细胞的结构和强度的分类。数据集提供了相同的对流情况下给pass-average值液态水的内容。我们计算平均LWC值为整个水平横截面上的云在不同垂直的水平。模型计算的时间平均的液态水含量值与雷达观测一致。对比模型和测量LWC值表<xref ref-type="table" rid="tab1"> 1</xref>显示了一个相对良好的协议,与轻微低估在暴雨期间是由于降水的影响模型。这些系统的差异更明显使用粗空间和时间分辨率数值模拟,模拟降水的增加的结果。</p> <table-wrap id="tab1"> <label>表1</label> <p>比较建模和观察到的参数。从左到右列示说明UTC时间的雷达观测,一致的模型仿真时间,水含量,上升气流速度、云顶,雷达反射率和降雨强度模拟时间长度的平均值。</p> <table> <tbody> <tr> <td align="left" rowspan="4">UTC时间的雷达观测</td> <td align="left" rowspan="4">模型的时间(分钟)。</td> <td align="center" colspan="3"> <inline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M37"> <mml:mrow> <mml:mi> 问</mml:mi> </mml:mrow> </mml:math> </inline-formula>(公斤/米<sup>3</sup>)</td> <td align="center" colspan="3"> <inline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M38"> <mml:mrow> <mml:mi> W</mml:mi> </mml:mrow> </mml:math> </inline-formula>(米/秒)</td> <td align="center" colspan="3">Htop(公里)</td> <td align="center" colspan="3"> <inline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M39"> <mml:mrow> <mml:mi> Z</mml:mi> </mml:mrow> </mml:math> </inline-formula>马克斯(dBz)</td> <td align="center" colspan="3">降雨强度(毫米/分钟)。</td> </tr> <tr> <td align="center" colspan="2">模型</td> <td align="center">奥林匹克广播服务公司。</td> <td align="center" colspan="2">模型</td> <td align="center">奥林匹克广播服务公司。</td> <td align="center" colspan="2">模型</td> <td align="center">奥林匹克广播服务公司。</td> <td align="center" colspan="2">模型</td> <td align="center">奥林匹克广播服务公司。</td> <td align="center" colspan="2">模型</td> <td align="center">奥林匹克广播服务公司。</td> </tr> <tr> <td align="center" colspan="2">运行</td> <td align="center"></td> <td colspan="2">运行</td> <td align="center"></td> <td colspan="2">运行</td> <td align="center"></td> <td colspan="2">运行</td> <td align="center"></td> <td colspan="2">运行</td> <td></td> </tr> <tr> <td align="center">我</td> <td align="center">二世</td> <td align="center"></td> <td>我</td> <td align="center">二世</td> <td align="center">- - - - - -</td> <td align="center">我</td> <td align="center">二世</td> <td align="center"></td> <td>我</td> <td align="center">二世</td> <td align="center"></td> <td>我</td> <td align="center">二世</td> <td align="center"></td> </tr> <tr> <td align="center" colspan="17"> <hr></td> </tr> <tr> <td align="left">37</td> <td align="left">20.</td> <td align="center">0.8</td> <td align="center">0.9</td> <td align="center">1.8</td> <td align="center">15.0</td> <td align="center">16.5</td> <td align="center">- - - - - -</td> <td align="center">9.3</td> <td align="center">11.1</td> <td align="center">16.5</td> <td align="center">50.2</td> <td align="center">39.5</td> <td align="center">43.0</td> <td align="center">0.00</td> <td align="center">0.02</td> <td align="center">0.01</td> </tr> <tr> <td align="left">15:53</td> <td align="left">35</td> <td align="center">4.7</td> <td align="center">5.2</td> <td align="center">4.7</td> <td align="center">23.8</td> <td align="center">31.1</td> <td align="center">- - - - - -</td> <td align="center">15.3</td> <td align="center">12.4</td> <td align="center">16.5</td> <td align="center">70.9</td> <td align="center">61.0</td> <td align="center">54.0</td> <td align="center">0.01</td> <td align="center">0.81</td> <td align="center">0.83</td> </tr> <tr> <td align="left">十六12</td> <td align="left">50</td> <td align="center">6.6</td> <td align="center">7.3</td> <td align="center">8.5</td> <td align="center">24.7</td> <td align="center">31.3</td> <td align="center">- - - - - -</td> <td align="center">15.3</td> <td align="center">13.4</td> <td align="center">16.5</td> <td align="center">68.4</td> <td align="center">59.0</td> <td align="center">55.0</td> <td align="center">0.66</td> <td align="center">0.90</td> <td align="center">1.00</td> </tr> <tr> <td align="left">16:24</td> <td align="left">60</td> <td align="center">9.8</td> <td align="center">10.4</td> <td align="center">13.1</td> <td align="center">27.3</td> <td align="center">28.2</td> <td align="center">- - - - - -</td> <td align="center">15.8</td> <td align="center">12.7</td> <td align="center">16.0</td> <td align="center">66.5</td> <td align="center">50.0</td> <td align="center">60.0</td> <td align="center">0.92</td> <td align="center">0.75</td> <td align="center">1.33</td> </tr> <tr> <td align="left">十六36</td> <td align="left">70年</td> <td align="center">5.4</td> <td align="center">5.7</td> <td align="center">6.1</td> <td align="center">17.3</td> <td align="center">16.4</td> <td align="center">- - - - - -</td> <td align="center">15.8</td> <td align="center">12.4</td> <td align="center">15.1</td> <td align="center">62.8</td> <td align="center">53.0</td> <td align="center">53.0</td> <td align="center">0.91</td> <td align="center">0.64</td> <td align="center">1.16</td> </tr> <tr> <td align="left">16:48</td> <td align="left">80年</td> <td align="center">3所示。9</td> <td align="center">4.3</td> <td align="center">5.7</td> <td align="center">11.4</td> <td align="center">11.3</td> <td align="center">- - - - - -</td> <td align="center">15.8</td> <td align="center">11.1</td> <td align="center">15.5</td> <td align="center">57.8</td> <td align="center">37.0</td> <td align="center">57.0</td> <td align="center">0.85</td> <td align="center">0.56</td> <td align="center">0.33</td> </tr> </tbody> </table> </table-wrap> </sec> <sec sec-type="subsubsection" id="sec3.3.4"> <title>3.3.4。雷达反射率历史</t我tle> <p>风暴结构可以通过比较评估建模雷达反射率观察到的雷达反射率。为了实现相比,我们有水平和垂直截面的雷达反射率计算不同仿真时间与观察到的参数。第一个雷达反射率回声37 UTC(图所示<xref ref-type="fig" rid="fig4"> 4</xref>),10-sm雷达反射率地图上看,表明存在一个孤立的对流核心10公里直径,慢慢地在浅海区与铁砧蔓延到东北偏东方向推进。在接下来的60分钟,空气质量雷暴是先后在受灾地区扩展,分隔在两个核心(图<xref ref-type="fig" rid="fig7"> 7</xref>)。额核心是说明增加雷达反射率模式相比,落后的核心。在十六UTC,多细胞对流系统有两个独立的雷达模式最大反射率大于60 dBz回声。垂直截面的模拟反射率明显说明2细胞达到只有11.5公里,a.m.s.l。(见图<xref ref-type="fig" rid="fig5"> 5</xref>和<xref ref-type="fig" rid="fig6"> 6</xref>)。模拟雷达反射率(dBz)<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M40"> <mml:mi> z</mml:mi> <mml:mo> =</mml:mo> <mml:mn> 6.0</mml:mn> </mml:math> </inline-formula>公里m.s.l。经过40分钟的模拟显示类似的模式略有增加的反射率的大小对比观察(数字<xref ref-type="fig" rid="fig8"> 8</xref>和<xref ref-type="fig" rid="fig9"> 9</xref>)。观察结果显示a.m.s.l反射率最高为14.5到16.5公里。然而,在成熟阶段的风暴,2到4对流细胞观察。经过1小时的模拟,模型得到的结果有2到3面向对流核west-northwest-northeast符合观测。反射率的大小与观测相似。唯一的细微差别是由于霰(1)治疗或冰雹,(2)模型分辨率,和(3)一次性的和多矩微观物理学参数化。铁砧的宽度变化模型。观察到的反射率的砧宽32-40公里于十六12 UTC,虽然模型结果的范围从12.5公里到45公里。塞弗特,维斯曼(<xref ref-type="bibr" rid="B13"> 23</xref>)指出,double-moment微观物理学参数化倾向于产生更广泛的比一次性的微观物理学参数化铁。从我们的研究结果并不明显显示这种相关性。其他因素导致砧宽是霰或冰雹特征使用(影响粒子的速度下降),动态制定、垂直或水平分辨率,泡沫用于启动对流的数量。</p> <fig-group id="fig4"> <p>雷达反射率(dBZ)沿着SW-NE垂直的横截面。观察从wsr - 74 S / X雷达升级ASU-MRL在不同观测时间,从37 UTC。</p> <fig id="fig4a"> <label>(一)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.004a"></graphic> </fig> <fig id="fig4b"> <label>(b)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.004b"></graphic> </fig> <fig id="fig4c"> <label>(c)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.004c"></graphic> </fig> <fig id="fig4d"> <label>(d)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.004d"></graphic> </fig> <fig id="fig4e"> <label>(e)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.004e"></graphic> </fig> </fig-group> <fig-group id="fig5"> <p>雷达反射率(dBz)沿着SW-NE垂直的横截面。模型结果在25岁,35岁,50岁,60岁,70分钟的模拟时间。模型运行。</p> <fig id="fig5a"> <label>(一)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.005a"></graphic> </fig> <fig id="fig5b"> <label>(b)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.005b"></graphic> </fig> <fig id="fig5c"> <label>(c)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.005c"></graphic> </fig> <fig id="fig5d"> <label>(d)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.005d"></graphic> </fig> <fig id="fig5e"> <label>(e)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.005e"></graphic> </fig> </fig-group> <fig-group id="fig6"> <p>一样的图<xref ref-type="fig" rid="fig5"> 5</xref>,除了使用更精细的空间和时间分辨率到模型初始化。模型运行二世。</p> <fig id="fig6a"> <label>(一)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.006a"></graphic> </fig> <fig id="fig6b"> <label>(b)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.006b"></graphic> </fig> <fig id="fig6c"> <label>(c)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.006c"></graphic> </fig> <fig id="fig6d"> <label>(d)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.006d"></graphic> </fig> <fig id="fig6e"> <label>(e)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.006e"></graphic> </fig> </fig-group> <fig-group id="fig7"> <p>雷达反射率(dBZ)<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M41"> <mml:mi> z</mml:mi> <mml:mo> =</mml:mo> <mml:mn> 6.5</mml:mn> </mml:math> </inline-formula>公里m.s.l。从wsr - 74 S / X雷达观测提供了与ASU-MRL升级,在不同的时间间隔,从37 UTC。</p> <fig id="fig7a"> <label>(一)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.007a"></graphic> </fig> <fig id="fig7b"> <label>(b)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.007b"></graphic> </fig> <fig id="fig7c"> <label>(c)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.007c"></graphic> </fig> <fig id="fig7d"> <label>(d)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.007d"></graphic> </fig> <fig id="fig7e"> <label>(e)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.007e"></graphic> </fig> <fig id="fig7f"> <label>(f)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.007f"></graphic> </fig> </fig-group> <fig-group id="fig8"> <p>横截面的雷达反射率(dBz)<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M42"> <mml:mi> z</mml:mi> <mml:mo> =</mml:mo> <mml:mn> 6.5</mml:mn> </mml:math> </inline-formula>公里m.s.l。模型结果在20岁,35岁,50岁。60、70和80分钟的模拟时间。模型运行。</p> <fig id="fig8a"> <label>(一)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.008a"></graphic> </fig> <fig id="fig8b"> <label>(b)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.008b"></graphic> </fig> <fig id="fig8c"> <label>(c)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.008c"></graphic> </fig> <fig id="fig8d"> <label>(d)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.008d"></graphic> </fig> <fig id="fig8e"> <label>(e)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.008e"></graphic> </fig> <fig id="fig8f"> <label>(f)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.008f"></graphic> </fig> </fig-group> <fig-group id="fig9"> <p>一样的图<xref ref-type="fig" rid="fig8"> 8</xref>,除了使用更好的解决模式。模型运行二世。</p> <fig id="fig9a"> <label>(一)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.009a"></graphic> </fig> <fig id="fig9b"> <label>(b)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.009b"></graphic> </fig> <fig id="fig9c"> <label>(c)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.009c"></graphic> </fig> <fig id="fig9d"> <label>(d)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.009d"></graphic> </fig> <fig id="fig9e"> <label>(e)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.009e"></graphic> </fig> <fig id="fig9f"> <label>(f)</label> <graphic xlink:href="//www.newsama.com/downloads/journals/amete/2010/234731.fig.009f"></graphic> </fig> </fig-group> <p>这两种情况下显示大约相同的反射率大小有点广泛(<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M43"> <mml:mrow> <mml:mo> ></mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> </inline-formula>60 dBz)在云发展阶段和轻微减少约10至15 dBz云中的成熟阶段。最大高度的模拟反射率之间的不同。第一个模型的反射率达到11.5公里和12.5公里m.s.l运行。,分别。早期形成的沉淀,积累总额的51.6毫米,相对较短的(20分钟)暴雨时期出现在中间纬度模拟。</p> </sec> </sec> </sec> <sec sec-type="section" id="sec4"> <title>4所示。结论</t我tle> <p>运行进行了三维数值模拟模型具有相同的初始化和只使用不同的空间和时间分辨率。数值模拟的云系统复制一般观测特征,包括水平和垂直的维度,循环行为,对流核心和铁砧特征。</p> <p>比较的水平和垂直截面的雷达反射率回声在多单体风暴演变的不同阶段与观测结果显示了一个相对良好的协议。这种差异在降雨效率可能是归因于云动力学和微观物理学之间的相互作用的差异,和降水变化过程。模型运行都观察到的对流与雷达反射率达到重现<我nline-formula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M44"> <mml:mrow> <mml:mo> ></mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> </inline-formula>50 dBz。这两个数值实验模拟单体风暴的发展结构。然而与细网格分辨率模型运行更现实的和准确的模拟风暴分裂。三维仿真使用高分辨率网格模式展览有趣的特性包括一个双涡流循环,细胞分裂,辅助细胞的形成。我们发现一个非常小的模型的网格分辨率的变化可以产生非常不同的风暴分裂后的行为。尽管假设中提到的解释模型,模拟的结果是有条理的,有一个明确的物理解释,通常显示一个令人鼓舞的程度的现实主义。高分辨率模型运行即使有统一的底部边界条件尊重承诺导致更好地治疗皮下氧化过程的对流运输在对流风暴造成的复杂湍流运动引起的浮力的影响,风剪切,科里奥利力,粘滞能量耗散。</p> <p>的重要方面之一,这一研究可能在开放的新方法治疗可能性模型的初始化代替人工启动对流通过使用一个随机扰动和包括地面通过太阳辐射热量。风暴可能给一个更现实的起始水平规模较少受到modeler。这个模型可以提高我们理解大气对流风暴期间内的变化。</p> </sec> <back> <ack> <title>确认</t我tle> <p>作者请愿意承认马其顿的气象水文气象服务提供初始数据、雷达图像、对流和降水数据情况下的实验。匿名裁判取得了许多实质性的评论,增加了本文的完整性和清晰。作者想表达他们特别感谢乔治博士喀洛斯对他的重要贡献给他们建设性的评论在最后论文的修改。</p> </ack> <ref-list> <ref id="B2" content-type="article"> <label>1</label> <nlm-citation publication-type="journal"> <person-group person-group-type="author"> <name> <surname> 克拉克</surname> <given-names> t . 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C。</given-names> </name> <name> <surname> 权力</surname> <given-names> j·G。</given-names> </name> <name> <surname> 巴斯</surname> <given-names> M。</given-names> </name> <name> <surname> 染料</surname> <given-names> j·E。</given-names> </name> <name> <surname> Matejka</surname> <given-names> T。</given-names> </name> <name> <surname> 巴特斯</surname> <given-names> D。</given-names> </name> <name> <surname> 鲍曼</surname> <given-names> K。</given-names> </name> <name> <surname> 嘶</surname> <given-names> J。</given-names> </name> <name> <surname> 帕里什</surname> <given-names> D D。</given-names> </name> <name> <surname> Hubler</surname> <given-names> G。</given-names> </name> </person-group> <article-title> 7月10日stratospheric-tropospheric的数值模拟实验:辐射,气溶胶,和臭氧/深对流实验对流系统:运动学和运输</article-title> <source> <italic> 地球物理研究杂志》上的D</我talic> <year> 2000年</year> <volume> 105年</volume> <issue> 15</我ssue> <fpage> 19973年</fpage> <lpage> 19990年</lpage> <pub-id pub-id-type="other"> 2 - s2.0 - 0033789403</pub-id> </nlm-citation> </ref> <ref id="B19" content-type="article"> <label>6</label> <nlm-citation publication-type="journal"> <person-group person-group-type="author"> <name> <surname> 道</surname> <given-names> W.-K。</given-names> </name> <name> <surname> 约翰逊</surname> <given-names> D。</given-names> </name> <name> <surname> Shie</surname> <given-names> C.-L。</given-names> </name> <name> <surname> 辛普森</surname> <given-names> J。</given-names> </name> </person-group> <article-title> 大气对流系统的能源预算和大规模降水效率在宽外袍COARE,大门,SCSMEX,和手臂:cloud-resolving模型模拟</article-title> <source> <italic> 大气科学杂志》上</我talic> <year> 2004年</year> <volume> 61年</volume> <issue> 20.</我ssue> <fpage> 2405年</fpage> <lpage> 2423年</lpage> <pub-id pub-id-type="other"> 2 - s2.0 - 8744314558</pub-id> <pub-id pub-id-type="doi"> 10.1175 / 1520 - 0469 (2004)061 < 2405:TAEBAL > 2.0.CO; 2</pub-id> </nlm-citation> </ref> <ref id="B21" content-type="article"> <label>7</label> <nlm-citation publication-type="journal"> <person-group person-group-type="author"> <name> <surname> 的黎波里</surname> <given-names> g . 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