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程锐: 作品数：16 被引量：225H指数：6; 供职机构：中国科学院大气物理研究所更多>>; 发文基金：国家重点基础研究发展计划国家自然科学基金中国科学院知识创新工程重要方向项目更多>>; 相关领域：天文地球石油与天然气工程环境科学与工程更多>>

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非静力AREM模式设计及其数值模拟Ⅱ:数值模拟试验被引量：3: 2019年; 在程锐等(2018)中,我们完成了非静力AREM(Advanced Regional Eta-coordinate Model)模式动力框架设计。本文将通过理想和实例试验检验其模拟能力。设计理想试验并通过与国际成熟的中尺度非静力框架比较,直接检验非静力AREM三维动力框架在细致分辨率(约1 km)下的模拟性能。可以看出,非静力AREM与ARPS(Advanced Regional Prediction System)、WRF(Weather Research and Forecasting Model)模拟出类似的积云对流结构及演变特征,从而基本确证了本文发展的非静力框架的正确性。结合原静力平衡模式的初始化和物理参数化过程,形成非静力AREM模式系统。台风实例模拟表明,粗分辨率下静力、非静力AREM模式性能接近;但在高分辨率下,非静力明显优于静力模式。我们还开展了批量降水试验检验,对非静力AREM模式性能进行了进一步的验证。; 程锐宇如聪宇如聪徐幼平王斌宋帅; 关键词：AREM模式台风模拟

基于JASMIN框架的区域大气模式并行程序开发及试验被引量：3: 2017年; 以自主研制的区域中尺度暴雨大气模式为研究对象,基于JASMIN并行编程框架,建立构件化、层次化的区域大气模式大规模高效并行程序,并针对典型天气实例,对模式并行计算程序的正确性、并行性能及高分辨率模拟效果进行验证.结果证明,基于JASMIN框架的新模式程序与原串行模式具有很好的计算一致性,其不仅能保持原有模式良好的预报效果,且能显著提升模式大规模并行计算性能和可扩展性,在进一步提高模式分辨率后能得到更好的预报结果.; 徐幼平程煜峰王斌郭红普业程锐; 关键词：AREM模式并行计算

暴雨中尺度模式的发展历程和研究进展被引量：2: 2019年; 短期数值天气预报模式的发展,由于具备了对动力辐合、湿物理及边界层等过程和实际地形的刻画能力,在分辨率提高到几十公里尺度时,可以对暴雨进行数值预报。经过近50 a的发展,暴雨中尺度模式经历了静力平衡到非静力平衡、粗分辨率到高分辨率、简单物理过程到细致物理过程、云雨隐式预报到显式预报、简单初始化到复杂同化等的转变。本文从暴雨中尺度模式框架、物理过程和初始化方法三个方面,回顾了国内外主要暴雨中尺度模式的发展历程和重要进展,同时指出了未来模式可能的发展趋势并给予了分析讨论。; 程锐程锐徐幼平黄静崔春光金宝刚顾春利孙溦; 关键词：暴雨中尺度模式动力框架初始化

强台风“云娜”登陆过程的研究——基于AREM模式的数值分析被引量：14: 2007年; 使用新改进的双重嵌套AREM数值预报模式,并与高时空分辨率的探测资料相结合,针对台风“云娜”登陆加强的特点进行数值模拟分析,结果表明该模式对“云娜”台风环流特征、强度变化趋势和台风降雨等都有较强的预报能力。在此基础上,定量研究其登陆加强过程中三维大气中尺度场动、热力特征及演变过程,并探讨了其登陆加强的机理。由此得出了与“云娜”登陆加强相关的重要影响因子:(1)副热带高压西南侧的偏东引导气流加强是“云娜”登陆前移速加快、强度增强的有利环境场条件。(2)“云娜”近海移速加快时有较强的东密西疏的不对称流场结构,特别是其垂直速度场以及强对流发展的水平分布的强不对称特征与该气旋登陆加强同时发生,也可能与台风强度维持和加强存在一定的相关。(3)在“云娜”中心西南侧的强凝结潜热释放过程,有可能助其在登陆时加强。此外,在“云娜”发展加强阶段,低层暖湿、中层干冷的位势不稳定层结,有利于对流的强盛发展。(4)“云娜”登陆前后有强低空急流与之联结,并有垂直对流运动发展,由此可获得不断增强的潜热能量是其登陆加强的另一个重要机制。; 叶成志潘志祥程锐许爱华; 关键词：热带气旋 AREM模式

“云娜”台风登陆后的路径和降水的诊断分析: 本文利用1°×1°的NCEP全球再分析资料和实时高空、地面加密探测等资料,从环流背景、下垫面、冷空气作用和各物理量场客观诊断等方面,对“云娜”台风登陆后的路径和降水变化的影响进行了综合分析。结果表明:台风登陆前副高带状变...; 许爱华叶成志李象玉程锐; 关键词：降水; 文献传递

一个基于Eta垂直坐标的新WRF动力框架及其数值试验被引量：1: 2022年; 针对我国陡峭地形数值预报难题,本文在国际先进WRF(Weather Research and Forecasting)模式动力框架中引入阶梯地形垂直坐标,以期为改进复杂地形区域数值天气预报提供模式发展可选方案。设计气柱质量变换方法,实现阶梯地形和追随地形两种垂直坐标下动力方程组的形式一致,从而简化方程组离散及程序实现的复杂过程。阶梯地形的构造借鉴了AREM(Advanced Regional Eta-coordinate Model)的设计思路,即首先构造参考大气,而后定义阶梯地形网格特征量,最后进行阶梯地形表达。在Eta坐标下的WRF动力框架搭建完成后,采用山脉波理想试验和实例试验对新动力框架的正确性和有效性进行了检验。结果表明:由于阶梯地形固有的孤立分布特征,可造成不同台阶处气流的分离,从而使得阶梯地形在较粗垂直分辨率情形下,不能很好模拟山脉波;但如果垂直分层足够精细,或模拟时间足够长,可通过减弱气流分离现象或调整气流分布状态,对地形波进行有效刻画。; 程锐程锐宇如聪徐幼平黄静; 关键词：WRF模式 AREM模式动力框架

黄渤海上空气溶胶类型判别及其成因分析被引量：4: 2021年; 气溶胶是大气环境的重要组成部分,其对天气和气候变化有重要影响,对人类健康也有危害.对气溶胶类型的区分有利于判别气溶胶的来源,这对控制气溶胶污染源、改善区域环境质量有重要的推动作用.本文基于黄渤海区域6个观测点的实测数据和卫星遥感数据,采用聚类分析方法对黄渤海上空的气溶胶进行分类,并采用拉格朗日轨迹追踪法判定气溶胶的来源.研究发现,黄渤海上空的气溶胶类型以清洁大陆型和生物燃烧以及城市/工业型为主,陆源输入是黄渤海上空气溶胶的重要来源.清洁大陆型的气溶胶在黄海中部的贡献率相比于其余海域偏低,这也间接表明近岸的气溶胶更易受到来自陆地的影响,离岸区域受陆地的影响相对较小.; 沈晓晶张海龙程锐程锐陈建刘娟; 关键词：黄渤海

热带测雨卫星综合探测结果之“云娜”台风降水云与非降水云特征被引量：72: 2007年; 为了解降水云与非降水云相应的微波信号、云水、雨水及潜热特征,文中利用热带测雨卫星搭载的测雨雷达、微波成像仪及红外辐射计探测的匹配融合结果,就2004年8月“云娜”台风进行了个例分析研究。结果表明:“云娜”台风过程中深厚降水云占79%,中云和低云降水仅分别占10.6%和10.4%;非降水低云所占比例最大(45.5%),高云其次(34.1%)。降水云中大粒子居多,非降水云粒子有效半径分布宽。深厚降水云中冰、水含量成正比;中等厚度降水云中的冰含量相对稳定,但液态水含量变化大;深厚和中等厚度非降水云中的冰、水含量皆成反比。对降水率、气柱潜热、气柱云水和云冰沿台风径向分布的分析结果发现,台风生成前的低压中心附近降水率和气柱总潜热比随后时次均大,表明降水释放潜热对“云娜”台风的形成起到了非常重要的作用;在台风形成后,降水率和气柱总潜热自台风云墙向外减小;随着台风的成熟,降水率和气柱总潜热沿台风径向分布趋于稳定。潜热廓线分析表明,深厚降水云潜热释放在对流层中上部(3 km以上),最大潜热高度约4.5 km。对降水云和非降水云的冰、水含量平均垂直廓线分析表明,深厚和中等厚度的降水云中水粒子含量具有相似的平均廓线,最大值(约0.03 g/m3)位于4—5 km高度,降水低云中的水粒子含量最大值(约0.07 g/m3)位于4 km高度;对于非降水云,3种不同高度的潜热廓线、水和冰粒子含量廓线相似,反映了TRMM反演算法对这些参数的反演仍存在缺陷。; 傅云飞刘栋王雨宇如聪徐幼平程锐; 关键词：热带测雨卫星降水云潜热

台风“云娜”在近海强度变化及结构特征的数值研究Ⅰ:云微物理参数化对云结构及降水特征的影响被引量：18: 2009年; 首先对AREM模式模拟的台风基本结构和云结构进行验证,检验了模拟结果的可靠性。在此基础上,设计了5组试验来研究云微物理参数化方案对台风"云娜"云结构及降水特征的影响。试验设计主要突出冰相云微物理过程、云微物理特征引发的冷却效应以及霰下落速度的重要性。结果表明:云微物理参数化过程对云的发展和降水特征的影响更为显著。各试验的水凝物分布和强度不同,降水类型和强度存在较大差异,由此引起的云中热力结构也有较大区别;在所有试验方案中,24 h降水率最大差异为52.5 mm/h。云微物理过程对云和降水特征的具体影响表现在:(1)如果不考虑雨水蒸发冷却效应,此时台风内核上升运动强度最强(达到-19 Pa/s),雨水和霰粒子增长最明显,相对于对照试验增量分别为1.8和2.5 g/kg。(2)霰和雪的融化对于螺旋雨带中雨滴的增长十分重要,但他们可能不是云墙中雨水形成的主导因子。(3)不同方案的降水模拟特征也存在较大差别,采用暖云参数化后,降水区域最小,但其中对流降水比例最大(63.19%);霰落速减半后,降水区域最大,其中非对流降水比例也最大(51.15%)。; 程锐宇如聪傅云飞徐幼平; 关键词：热带气旋垂直风切变

台风“云娜”在近海强度变化及结构特征的数值研究Ⅱ:云微物理参数化对强度和路径的影响被引量：14: 2009年; 在分析云微物理参数化对云结构和降水特征的影响的基础上,研究云微物理参数化过程对台风"云娜"强度与路径的影响。结果表明:云微物理过程对台风强度和路径有一定影响,其中不考虑雨水蒸发冷却效应后,比其他试验最终地面最大风速强7 m/s以上,但此时登陆地点误差最大,与对照试验偏离150 km左右。我们还从螺旋雨带结构变化及环境风切变影响角度分析台风临近登陆时强度模拟减弱的原因,发现过强的外围螺旋雨带以及环境风场垂直切变对于台风的加深、维持是不利的,他们可能会造成"云娜"临近登陆时强度的下降。不难看出,云微物理过程可以加强甚至产生外螺旋雨带,当外围雨带发展加强之后,可以引起局地辐合强度增强,从而限制了大量水汽和能量向台风内核输送,从而会导致台风强度下降。此外,外围螺旋雨带的发展,还可以从对流层中层带来干冷空气入侵行星边界层;而当入流边界层中雨水下落时,其自身的蒸发也会使周围气块温度下降;这些干冷气团在入流气流的输送下进入台风内核,从而对云墙产生了"冷侵蚀",最终引起台风强度下降。因此,减小上述两方面的模拟误差,应能改进台风"云娜"登陆过程中强度的模拟效果。; 程锐宇如聪徐幼平傅云飞; 关键词：台风强度螺旋雨带

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