2种边界层参数化方案对1013号超强台风“鲇鱼”数值模拟的敏感性研究

胡昊

摘要 利用中国台湾地区“侵台台风之飞机侦察及投落送观测实验（DOTSTAR）”探空数据与WRF模式（3.8版本），针对1013号超强台风“鲇鱼”开展了边界层参数化方案的数值模拟敏感性研究。结果表明，非局地YSU方案在台风强度、路径、螺旋雨带、内核尺度以及台风外围位温、水汽混合比、风向这些方面的模拟效果优于局地MYNN2方案；但在风速的模拟上，YSU方案与MYNN2方案没有明显的优劣之分。

关键词 超强台风“鲇鱼”；数值模拟；边界层参数化方案；敏感性

Sensitivity Research of Two Planetary Boundary Layer Parameterization Schemes in Numerical Simulation of Super Typhoon 1013 “Megi”

HU Hao

（College of Meteorology and Oceanography， PLA University of Science and Technology， Nanjing， Jiangsu 211101）

Abstract Using the dropsonde data from Dropwindsonde Observations for Typhoon Surveillance near the Taiwan Region （DOTSTAR） and the WRF model （version 3.8）， sensitivity research of planetary boundary layer parameterization schemes in numerical simulation of super typhoon “Megi” was carried out. The result showed that the non-local YSU scheme was more capable of simulating typhoon intensity， track， spiral rain band， inner-core size and typhoon periphery structure of potential temperature， water vapor mixing ratio， wind direction than the local MYNN2 scheme. However， there was no obvious difference between YSU and MYNN2 in the simulation of wind speed.

Key words Super typhoon“Megi”；Numerical simulation；Planetary boundary layer parameterization scheme；Sensitivity

由于大气运动学方程中存在着湍流通量项，使得方程组无法闭合，为了解决方程组的闭合问题，就需要引入边界层参数化方案[1]。WRF模式作为一种主流的中尺度数值模式，其中一共引入了13种边界层参数化方案。前人对于边界层参数化方案在降水[2-4]、边界层结构[5-8]、污染扩散[9-10]、台风[11-12]等方面的适用开展了大量的模拟研究。笔者选取非局地YSU方案与局地MYNN2方案这2种常用的边界层参数化方案对1013号超强台风“鲇鱼”进行模拟与分析，以期为台风周边区域边界层热力与动力结构的数值模拟研究提供参考。

1 资料与方法

1.1 DOTSTAR计划观测情况

中国台湾地区“侵台台风之飞机侦察及投落送观测实验（DOTSTAR，Dropwindsonde Observations for Typhoon Surveillance near the TAiwan Region）”计划于2010年10月17日05∶40—09∶46共释放了16个探空仪对台风“鲇鱼”进行观测（图1）。根据探空位置和台风中心之间的关系DOTSTAR观测航程大致可以分为3段：首先，第1个至第3个探空仪自西向东在台风西侧外围释放进行观测；接着，环绕台风中心外围释放了第4个至第13个探空仪；最后，在台风北侧释放了第14个至第16个探空仪。……