随机扰动微物理方案的水汽倾向对模拟超级单体风暴的影响开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

超级单体风暴作为一种灾害性强对流天气，常伴随强降水、雷暴大风、冰雹等灾害，对农业、航空和人民生命财产安全造成严重威胁。

准确预测超级单体风暴的发生、发展及移动路径，对防灾减灾至关重要。

数值模拟作为研究超级单体风暴的重要手段，能够提供高时空分辨率的风暴内部结构和演变信息，然而，数值模拟结果的准确性受多种因素影响，其中微物理方案的选择和参数化是关键因素之一。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，国内外学者对超级单体风暴的数值模拟以及微物理方案的影响开展了大量研究，取得了一系列重要成果。

1. 国内研究现状

国内学者在超级单体风暴的数值模拟方面做了大量工作，例如，利用wrf模式对中国地区超级单体风暴进行模拟，并分析了不同微物理方案对模拟结果的影响。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

主要内容包括以下几个方面：
1.分析不同随机扰动方案对水汽倾向的影响，比较不同方案对水汽含量变化的影响程度和空间分布特征。

2.探讨扰动幅度和频率对水汽倾向的影响，确定合适的扰动参数范围，以更好地模拟真实大气中的不确定性。

3.评估水汽倾向变化对风暴形态、结构、强度、路径以及降水特征的影响，分析水汽倾向如何影响风暴的发展演变过程。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用数值模拟的方法，利用wrf模式对选定的超级单体风暴个例进行模拟研究。

1.数据收集与处理：收集超级单体风暴个例的观测资料，包括雷达、卫星、探空等数据，并进行质量控制和预处理，为数值模拟提供初始场和边界条件。

2.数值模式设置：选择合适的wrf模式版本，根据研究目标设置模拟区域、分辨率、模拟时间等参数，并选择合适的微物理方案作为控制实验。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于将随机扰动方法应用于微物理方案的水汽倾向研究，探讨其对超级单体风暴模拟的影响，具体体现在以下几个方面：
1.创新性地将随机扰动方法引入微物理方案的水汽倾向研究，为改进超级单体风暴数值模拟提供新的思路。

2.系统分析不同随机扰动方案、扰动幅度和频率对水汽倾向的影响，揭示其对风暴发展演变的影响机制。

3.通过对比分析随机扰动实验和控制实验结果，量化水汽倾向变化对风暴形态、结构、强度、路径以及降水特征的影响。

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] 薛桁, 高爽, 周毓荃, 等. 近10年中国超级单体风暴研究进展[j]. 气象学报, 2021, 79(5): 869-887.

[2] 刘迪, 郑永光, 张义军, 等. 一次超级单体风暴模拟的敏感性试验研究[j]. 气象学报, 2018, 76(2): 202-219.

[3] 郑永光, 刘迪, 张义军, 等. 一次超级单体风暴模拟研究: 对流启动和维持机制[j]. 气象学报, 2017, 75(2): 197-216.