基于WRF模式輸出結(jié)果驅(qū)動凍雨積冰預(yù)報(bào)模型，凍雨積冰模型基本可以模擬出電線積冰厚度隨時(shí)間的增長趨勢，積冰增長率也能在一定程度上反映實(shí)際電線積冰增長速率。然而，積冰增長模型預(yù)報(bào)的積冰厚度總體小于實(shí)際觀測結(jié)果。

WRF模型使用：

（1）本文利用WRF（weather research and forecasting）v3.7.1模式對2010年湖北省冬季一次凍雨積冰過程開展數(shù)值研究。

摘要

本文利用WRF（weather research and forecasting）v3.7.1模式對2010年湖北省冬季一次凍雨積冰過程開展數(shù)值研究。研究發(fā)現(xiàn)，該次積冰過程中不同階段的云微物理結(jié)構(gòu)及降水形成云物理機(jī)制相似，均通過過冷暖雨過程形成。利用WRF模式模擬得到的積冰期間氣象場及云降水微物理資料，采用積冰厚度預(yù)報(bào)模型對該次凍雨過程中積冰厚度的時(shí)間變化進(jìn)行計(jì)算。與實(shí)際積冰厚度的觀測結(jié)果對比發(fā)現(xiàn)，積冰厚度預(yù)報(bào)模型可以較好地預(yù)報(bào)該次過程中電線積冰厚度隨時(shí)間的發(fā)展趨勢。

研究方法

本文利用WRFv3.7.1模式和歐洲氣候中心（ECMWF）時(shí)間分辨率為6 h的0.75°×0.75°再分析資料（ERA-interim），對2010年1月9—10日在湖北省發(fā)生的這次凍雨積冰過程進(jìn)行數(shù)值模擬，預(yù)留了6 h的spin-up時(shí)間以保證模式的穩(wěn)定性。圖2為WRF模擬的區(qū)域設(shè)置，共設(shè)置3層嵌套，模擬時(shí)間各層嵌套的參數(shù)如表1所示。

研究結(jié)果

研究結(jié)論

   冰凍雨雪過程導(dǎo)致的電線積冰成因復(fù)雜、危害嚴(yán)重，對其形成機(jī)理的科學(xué)認(rèn)識不足，極大地制約電線積冰的預(yù)報(bào)預(yù)警精度。本文基于WRF數(shù)值模式和積冰厚度預(yù)報(bào)模型，對凍雨積冰過程形成的宏微觀物理機(jī)制進(jìn)行探索，發(fā)現(xiàn)宏觀天氣背景、大氣層結(jié)、云降水微環(huán)境均有可能影響積冰的發(fā)生和厚度增長。具體結(jié)論如下：

   1）本文基于WRF模式輸出結(jié)果驅(qū)動凍雨積冰預(yù)報(bào)模型，凍雨積冰模型基本可以模擬出電線積冰厚度隨時(shí)間的增長趨勢，積冰增長率也能在一定程度上反映實(shí)際電線積冰增長速率。然而，積冰增長模型預(yù)報(bào)的積冰厚度總體小于實(shí)際觀測結(jié)果。這可能是因?yàn)榉e冰增長模型只考慮了積冰增長過程中過冷云水、雨水凍結(jié)的影響，而未考慮水汽對積冰增長的可能貢獻(xiàn)。此外，在目前積冰厚度預(yù)報(bào)模型中，未考慮融化、蒸發(fā)等可能導(dǎo)致積冰厚度減小的過程，導(dǎo)致該模型不能預(yù)報(bào)出積冰厚度減小的過程。

   2）研究發(fā)現(xiàn)，本次凍雨天氣主要通過過冷暖雨過程形成，而過冷暖雨過程中高層逆溫層的阻擋抑制了云體垂直方向的發(fā)展，導(dǎo)致云高在3 000 m左右，云厚在1 500~2 000 m左右。云中雨水增長的物理過程以云雨自動轉(zhuǎn)化和雨水碰并云水為主。其中，雨水對過冷云水的碰并對雨水混合比增長貢獻(xiàn)更大。云微物理結(jié)構(gòu)的演變影響降水的發(fā)展和演變，進(jìn)而影響凍雨積冰過程。除此之外，在非降水時(shí)段，積冰厚度也可能呈增長趨勢，表明過冷云微物理環(huán)境對積冰增長的貢獻(xiàn)也不容忽視。