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面向四維變分資料同化的NSAS積云深對流參數化方案的簡化及線性化研究
關鍵詞：nsas積云深對流參數化 雅可比矩陣評估 簡化與線性化 grapes全球四維變分資料同化
摘要：GRAPES全球四維變分資料同化系統需要積云深對流參數化方案的線性化與伴隨方案,直接采用原始復雜參數化方案進行線性化并不可行,需要發展簡化光滑方案來減緩非線性與非連續性特征。GRAPES全球模式采用NSAS積云對流參數化方案,積云深對流對環境的反饋主要通過補償下沉來實現,研究突出補償下沉作用,忽略降水蒸發、動量反饋等貢獻,形成簡化方案。采用輸入溫、濕度廓線加入不同幅度小擾動方法,評估參數化方案計算的溫度、比濕時間傾向對輸入擾動的敏感性,檢驗非線性與非連續特征。提出避免或減緩非連續"開關"的方法,在簡化方案的基礎上發展了簡化光滑方案。簡化光滑方案與原始積云深對流方案相比,在對流觸發上一致,在對流的位溫與比濕傾向、降水的時序模擬等方面相似,而在減緩非線性、避免非連續性方面顯著優于原始方案。基于簡化光滑方案發展的線性化方案表明,對小于2倍分析增量幅度的擾動,線性化方案可以較好地模擬非線性方案的擾動發展。發展的簡化光滑方案具有合理性和實用性。
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