不同微物理参数化方案对于一次华北暴雨个例模拟的影响研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

暴雨作为一种极端的降水现象，具有强度大、持续时间长、空间分布集中等特点，常常引发洪涝、泥石流等自然灾害，对人民生命财产安全和社会经济发展构成严重威胁。

华北地区是我国人口稠密、经济发达的地区之一，同时也是暴雨灾害频发的地区。

微物理参数化方案作为数值天气预报模式的重要组成部分，负责描述云和降水的形成、发展和消散过程，对暴雨的模拟和预报具有至关重要的影响。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，国内外学者针对微物理参数化方案对暴雨模拟的影响开展了大量研究工作，取得了许多重要成果。

1. 国内研究现状

国内学者在微物理参数化方案对暴雨模拟的影响方面做了大量研究。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本研究将以一次典型的华北暴雨个例为研究对象，选取多个常用的微物理参数化方案，利用中尺度数值模式wrf进行数值模拟试验，并结合地面观测资料、雷达资料等，对比分析不同方案对暴雨降水强度、落区、时间演变以及云微物理结构特征的影响，探讨不同方案模拟结果差异的原因，揭示关键微物理过程对暴雨发生发展的影响机制。

具体内容包括：
1.收集整理所选取的华北暴雨个例的相关资料，包括地面观测资料、雷达资料、探空资料、再分析资料等。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用数值模拟、统计分析和个例分析相结合的方法。

1.数值模拟：选用wrf中尺度数值预报模式，并根据研究区域和个例特征设置模拟方案，包括模拟区域范围、网格分辨率、地形数据、初始场和边界条件、物理参数化方案等。

选取多个常用的微物理参数化方案，设计不同的数值模拟试验，对比分析不同方案对一次华北暴雨个例模拟的影响。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：
1.针对华北地区暴雨频发、微物理过程复杂的特点，开展不同微物理参数化方案对一次华北暴雨个例模拟影响的系统性研究，揭示不同方案对暴雨降水强度、落区、时间演变以及云微物理结构特征的影响机理，为提高华北地区暴雨的预报精度和灾害防御能力提供科学依据。

2.结合地面观测资料、雷达资料、探空资料等，采用多种分析方法，深入分析不同方案模拟结果差异的原因，揭示关键微物理过程对暴雨发生发展的影响机制，为改进现有方案、发展更准确的微物理参数化方案提供参考。

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]张恒德,罗亚丽,郭庆.wrf模式4种微物理参数化方案对一次华北暴雨模拟性能的对比[j].气象,2020,46(10):1305-1317.

[2]白永,郑永光,田付友,等.微物理参数化方案对强对流降水模拟的影响[j].气象,2021,47(08):953-966.

[3]黄浩,张琳娜,郭庆,等.不同微物理过程对一次华北极端降水模拟的影响研究[j].大气科学,2021,45(04):935-952.