不同云微物理方案对重庆一次暴雨过程数值模拟的影响研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

暴雨作为一种常见的灾害性天气现象，具有突发性强、局地性明显、破坏力大等特点，对人民生命财产安全和社会经济发展构成严重威胁。

重庆位于我国西南地区，地形复杂多样，气候变化多端，是暴雨灾害频发的地区之一。

准确预测暴雨过程对防灾减灾至关重要。

2. 本选题国内外研究状况综述

云微物理方案是数值模式的重要组成部分，它通过参数化方法描述云和降水的形成、发展和消散过程。

国内外学者对云微物理方案的发展和应用进行了大量的研究。

1. 国内研究现状

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本研究将以重庆一次典型暴雨过程为研究对象，利用wrf数值模式，选取不同的云微物理方案进行数值模拟实验，并结合地面观测资料和再分析资料，对比分析不同方案对暴雨过程的模拟效果，探讨不同方案模拟结果差异的原因，揭示云微物理过程对暴雨发生发展的影响机制。

具体研究内容包括：
1.收集整理重庆地区的一次典型暴雨过程的观测资料、再分析资料和数值模式资料；2.选取合适的云微物理方案，设计数值模拟实验方案；3.利用wrf模式对选定的暴雨过程进行数值模拟，并对模拟结果进行检验评估；4.对比分析不同云微物理方案对暴雨过程降水强度、降水落区、云微物理特征等方面的模拟差异；5.探讨不同云微物理方案模拟结果差异的原因，揭示云微物理过程对暴雨发生发展的影响机制。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用数值模拟和统计分析相结合的方法，具体步骤如下：
1.收集资料:收集重庆一次典型暴雨过程的观测资料，包括地面降水、气温、湿度、风速等气象要素数据，以及雷达、卫星等遥感观测资料。

同时，收集该时段的era5再分析资料作为数值模拟的初始场和边界条件。

2.数值模拟:选用wrf中尺度数值模式，并选择不同的云微物理方案，设计数值模拟方案，对选定的暴雨过程进行模拟。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：
1.针对性强:针对重庆地区特殊的地理环境和气候特征，开展云微物理方案对暴雨过程数值模拟的影响研究，具有一定的地域特色。

2.对比性强:选取多个不同类型的云微物理方案进行对比分析，系统评估不同方案对重庆地区暴雨过程的模拟性能差异，为选择合适的方案提供依据。

3.机理清晰:深入分析不同云微物理方案模拟结果差异的原因，揭示云微物理过程对重庆地区暴雨发生发展的影响机制，为改进数值模式提供理论指导。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 黄安宁,周毓荃,陈静,等. 云微物理参数化方案对一次强降水模拟的影响[j]. 高原气象, 2019,38(05):1077-1089.

[2] 王叶红,周小珊,何娜,等. 云微物理方案对“07.7”北京极端降水的数值模拟及影响研究[j]. 气象, 2020,46(09):1182-1193.

[3] 李娜,周昆,薛莲,等. 不同云微物理方案对一次高原对流系统模拟的影响[j]. 高原气象, 2020,39(01):133-147.