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WRF模式不同云微物理参数化方案及水平区分率对降水预报效果的影响引言随着气候变化的日益加剧，准确的降水预报对于农业、水资源管理、交通运输等社会经济领域的进步至关重要。
近年来，WRF模式作为一种常用的数值天气预报模式，广泛应用于降水预报和气候模拟探究中。
其中，云微物理参数化方案及水平区分率是影响WRF模式降水预报效果的两个重要因素。
1. WRF模式简介WRF（Weather Research and Forecasting）模式是一种基于非静力学方程的气象数值模式。
通过模拟大气中各种物理过程，如大气动力学、辐射传输和云微物理等，来猜测大气的演变过程。
WRF模式具备良好的可伸缩性和灵活性，能够适应不同水平区分率和地形条件的需求。
2. 云微物理参数化方案对降水预报的影响云微物理参数化方案是模拟大气中云和降水形成的关键过程。
常用的云微物理参数化方案有Lin方案、Thompson方案、Morrison方案等。
这些方案基于气象观测数据和理论探究结果，通过参数化方式模拟云和降水的物理过程。
不同的云微物理参数化方案对于降水预报效果有着显著的影响。
以太阳明雷暴降水为例，Lin方案相对于Thompson方案能够更好地模拟高海拔和湿度较低的条件下的降水过程。
Morrison方案对于毛毛雨和凝固降水的模拟效果较好。
云微物理参数化方案的选择应依据实际需要以及模拟区域的特点来确定。
在选择参数化方案时，需要综合思量地形条件、水平区分率等因素，并进行再三验证和调整，以提高降水预报的准确性。
3. 水平区分率对降水预报的影响水平区分率是指模式网格的尺寸大小。
越小的尺寸可以提供更详尽的地理和气象信息，能够更准确地模拟复杂地形和降水特征。
探究表明，水平区分率对于降水预报的影响分外显著。
较高的水平区分率可以更好地模拟小标准的天气系统和对流活动，从而提高对降水过程的模拟准确性。
然而，过高的水平区分率也会增加计算成本，对计算机性能和存储资源提出更高的要求。
WRF模式模拟某新区风场及温度场利用NCEP再分析资料，选取YSU、MYJ、ACM2 3种不同的边界层参数化方案，通过WRF模式模拟某新区2014年1月8日-11日的温度场及风场的特征，与测风塔和自动站的实测数据对比，结果表明：WRF模式提供的3种边界层参数化方案都能较好地模拟出某新区冬季的地面温度场和流场特征，某新区西北部及东部的山丘环绕形成的夹山地貌导致城市夜间地面流场多为辐合，河谷地区风向为偏北风；白天流场多为辐散，谷地风向为偏南风。
这三种边界层参数化方案均能较好地模拟出某新区冬季温度场日变化特征，但对夜间地面温度的模拟结果均偏高。
关键词：边界层参数化方案，WRF模式，某新区，风场，温度场第一章引言中纬度行星边界层的厚度约为1~1.5km，是靠近地球表面的，受地面摩擦力影响较大的一层大气。
在大气边界层中，气体的垂直运动速度比其水平运动速度小好几个量级，然而就速度梯度而言，垂直方向上却比水平方向上要大得多。
大气边界层内气体运动的主要特点就是湍流性，在这一层大气中，强烈的风切变以及下垫面非均匀加热的作用，常会引起湍流的发生发展，而边界层内湍流的发生发展有利于污染物在该层内的扩散，近几年来，随着城市化的全面推进，大气污染等环境问题不断加剧，因此，对于大气边界层的研究是大气污染研究中的重要一环。
大气边界层的另一个特征是由热力作用导致的明显的日变化，白天和夜间的大气边界层结构有着显著的区别。
白天，太阳辐射到达地表后将其加热，地表温度上升，而边界层内的湍流运动使热量向上传递，大气层结处于不稳定状态，此时的边界层为对流边界层，边界层顶可到达几百米甚至几千米；而夜间正好相反，地面因长波辐射冷却后，热通量向下，大气层结处于十分稳定的状态，此时的边界层称为稳定边界层，边界层顶相对较低，约为二三百米的高度。
夜间的稳定边界层结构与白天的对流边界层结构相比有着显著的不同，值得一提的是，夜间大气经常在较低的高度上出现逆温层，该逆温层严重阻碍了物质和能量的扩散，是导致大气污染的一大原因。
静力与非静力平衡模式动力框架对比张发波;王斌;李立娟【摘要】This paper presents a preliminary study that aims to find a new approach to the quick incorporating of the non-hydrostatic features of the dynamics of atmosphere into current hydrostatic Atmospheric General Circulation Models (AGCMs) in a highly efficient manner so as to enable them to accommodate the characteristics and requirements of high-resolution climate modeling in the future.The study uses the WRF model as an example and compares,from both qualitative and quantitative perspectives,the hydrostatic and non-hydrostatic dynamics solvers built in the model in order to identify the factors that account for the differences between the two versions of dynamics solvers.Research shows that the differences can be represented by a "switch" variable that is capable to turn on or off the impacts of non-hydrostatic perturbations on the dynamics of the atmosphere.In addition,it is found that the variable generally has the greatest influence on the vertical motion of the atmosphere,while its impact on the atmospheric motion in the horizontal direction is rather insignificant.These observations,in fact,reveal a new possible approach to solving the problem mentioned above by focusing on constructing a highly efficient mathematical model for the switch variable and then incorporating it into the dynamics solvers adopted in current hydrostatic AGCMs.%以WRF模式为例,从定性和定量两个方面分别对静力和非静力平衡模式动力框架进行了对比分析.结果表明:大气动力学过程中的非静力平衡特征信息可以由一个控制其打开和关闭状态的开关性变量来予以表示.该变量主要影响大气垂直运动,水平运动受其影响较小,且随着模式分辨率逐步提高,其影响更加显著.因此,可以将复杂耗时的非静力平衡特征信息整合问题转化为开关变量的数学建模问题,从而为解决上述问题开辟了一条可能的新路径.【期刊名称】《气象科技》【年(卷),期】2018(046)002【总页数】8页(P267-274)【关键词】非静力;动力框架;WRF;三维斜压波试验【作者】张发波;王斌;李立娟【作者单位】中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室,北京100029;中国科学院大学地球科学学院,北京100049;中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室,北京100029;中国科学院大学地球科学学院,北京100049;中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室,北京100029【正文语种】中文【中图分类】P456.7引言大气模式作为当今大气科学研究和气象业务部门进行天气预报、气候预测[1-4]所经常使用的强大工具，已有几十年的发展历史。
《基于WRF-CMAQ模式的区域大气环境承载力研究》篇一基于WRF-CMAQ模式的区域大气环境承载力研究一、引言随着工业化进程的加快和城市化的发展，区域大气环境问题日益凸显，如何有效评估和提升区域大气环境承载力成为当前环境保护领域的重要研究课题。
WRF（Weather Research and Forecasting）和CMAQ（Community Multiscale Air Quality）模式作为目前大气环境模拟的重要工具，为区域大气环境承载力的研究提供了新的方法和手段。
本文旨在通过WRF/CMAQ模式，对区域大气环境承载力进行深入研究，以期为大气环境保护和治理提供科学依据。
二、WRF/CMAQ模式概述WRF/CMAQ模式是一种基于气象数据和化学数据的大气环境模拟模型。
其中，WRF模式主要用于模拟大气的物理过程，如风场、温度、湿度等气象要素；CMAQ模式则基于WRF模式输出的气象数据，进一步模拟和预测大气的化学过程，如污染物的扩散、转化和沉积等。
因此，通过WRF/CMAQ模式的结合应用，可以实现对区域大气环境的综合模拟和预测。
三、研究方法本研究以某典型区域为研究对象，采用WRF/CMAQ模式进行大气环境模拟。
首先，利用WRF模式模拟该区域的气象要素分布情况；然后，将WRF模式输出的气象数据作为CMAQ模式的输入数据，模拟该区域的污染物浓度分布情况；最后，通过分析模拟结果，评估该区域的大气环境承载力。
四、研究结果1. 气象要素模拟结果通过WRF模式的模拟，我们得到了该区域的气象要素分布图。
结果表明，该区域的风场、温度、湿度等气象要素的分布情况与实际观测数据基本一致，证明了WRF模式在该区域的适用性。
2. 污染物浓度模拟结果以CMAQ模式为基础，结合WRF模式输出的气象数据，我们模拟了该区域的污染物浓度分布情况。
结果表明，该区域的污染物浓度分布受到气象条件、地形地貌、人为排放等多种因素的影响。
《基于WRF-CHEM模式的连续雾霾过程数值模拟及其能见度参数化》篇一一、引言随着工业化进程的加快和城市化水平的不断提高，大气污染问题日益突出，尤其是连续雾霾天气的频繁出现，对人类健康和环境造成了严重影响。
因此，对连续雾霾过程的数值模拟和能见度参数化研究具有重要的科学意义和应用价值。
本文基于WRF-CHEM模式，对连续雾霾过程进行数值模拟，并探讨其能见度参数化方法。
二、WRF-CHEM模式简介WRF-CHEM模式是一种集气象和化学于一体的区域空气质量模式，能够模拟大气中气态和颗粒态污染物的传输、扩散、转化和沉降等过程。
该模式具有较高的时空分辨率和较强的物理化学机制描述能力，被广泛应用于大气污染的数值模拟和预测。
三、连续雾霾过程的数值模拟本研究采用WRF-CHEM模式，对一次连续雾霾过程进行数值模拟。
首先，根据气象观测数据和污染源排放数据，构建模拟区域和初始条件。
其次，运行WRF-CHEM模式，模拟大气中气态和颗粒态污染物的传输、扩散、转化和沉降等过程。
最后，分析模拟结果，探讨连续雾霾过程的形成机制和影响因素。
四、能见度参数化方法能见度是评价大气污染程度的重要指标之一，对于连续雾霾过程的评估和预测具有重要意义。
本研究采用一种基于WRF-CHEM模式的能见度参数化方法，该方法综合考虑了气象条件、污染物浓度、相对湿度等因素对能见度的影响。
首先，根据模拟结果，计算大气中气态和颗粒态污染物的浓度。
其次，结合气象观测数据，计算相对湿度和其他气象因素。
最后，采用一定的算法，将污染物浓度、相对湿度等因素综合起来，得到能见度的参数化表达式。
五、结果分析通过对连续雾霾过程的数值模拟，我们发现：在雾霾过程中，气态和颗粒态污染物的传输、扩散、转化和沉降等过程相互影响，形成了一个复杂的物理化学过程。
同时，气象条件如温度、湿度、风速等也对雾霾的形成和消散起着重要作用。
在能见度参数化方面，我们发现：能见度与大气中气态和颗粒态污染物的浓度、相对湿度等因素密切相关。
《基于WRF-CMAQ模式的区域大气环境承载力研究》篇一基于WRF-CMAQ模式的区域大气环境承载力研究一、引言随着工业化、城市化的快速发展，大气环境问题已经成为当前重要的研究领域。
为全面理解和应对大气污染问题，许多学者开始采用先进的数值模拟技术进行区域大气环境承载力的研究。
其中，WRF（Weather Research and Forecasting）和CMAQ （Community Multiscale Air Quality）模式因其高精度和广泛的应用范围，被广泛运用于此领域的研究。
本文旨在通过WRF/CMAQ模式，对特定区域的大气环境承载力进行深入研究，以期为大气污染治理提供科学依据。
二、WRF/CMAQ模式概述WRF/CMAQ模式是由美国国家环境预测中心和大气研究中心联合开发的，用于模拟和预测大气环境状况的数值模型。
其中，WRF模式主要用于模拟和预测气象场，而CMAQ模式则基于WRF模式的气象场数据，模拟和预测空气质量。
该模式具有较高的精度和广泛的应用范围，能够为大气环境承载力的研究提供有力的支持。
三、研究方法1. 选取研究区域首先，我们需要选择一个典型的区域进行大气环境承载力的研究。
在本文中，我们选择了北方某大型城市及其周边地区作为研究对象。
2. 数据收集与处理收集研究区域的气象数据、排放源数据等，并进行必要的预处理，包括数据的筛选、转换、归一化等步骤。
3. WRF模式的模拟和预测运用WRF模式，基于收集的气象数据，模拟和预测研究区域的气象场，包括风速、风向、温度、湿度等气象参数。
4. CMAQ模式的模拟和预测将WRF模式模拟的气象场数据作为输入，运用CMAQ模式模拟和预测研究区域的空气质量，包括PM2.5、PM10、O3等主要污染物的浓度。
5. 大气环境承载力分析根据CMAQ模式的模拟结果，分析研究区域的大气环境承载力，包括各污染物的浓度分布、变化趋势等。
四、结果与讨论1. 污染物浓度分布与变化趋势根据CMAQ模式的模拟结果，我们发现研究区域的PM2.5、PM10等污染物浓度较高，且呈现出明显的空间分布特征。
价值工程0引言风能作为一种新型的可再生清洁能源，因其储量大、开发技术成熟而越来越受到关注。
当风速>=2m/s 时即可开发利用，风能也不同于其他能源，有独特的间歇性、不可控性。
为了保证风电发动机经济的运行，在建设前对该地区进行风资源评估是必要的。
风资源评估以及选址会大大影响风电场建成后的经济效益，包括选址费用、建设费用、运行、电价、当地政府政策等。
因此本文针对西南地区风资源评估，采用WRF 模式的动力降尺度方法模拟西南地区近地面风，为今后风电场建设决策提供依据与建设后能否持续发电提供参考，降低风电成本、减少不必要的经济损失避免发电站空转。
而国内外通常采用数值模拟手段对某一地区的风资源评估。
在大气数值模式中，大气边界层直接影响了其与下垫面之间自由大气的热量、动量物质交换等。
数值模拟过程中往往通过参数化方案对边界层中的湍流输送、动量交换进行计算。
但数值模拟中的参数化方案组合并不具有通配性，针对不同地域的地形特征往往同一参数化方案效果差异明显。
因此为了更加合理的模拟西南地区风资源分布，针对西南地区选取适合的参数化方案是必要的。
Draxl C 等发现近地面风除了复杂地形外也对不同边界层条件表现敏感。
王澄海等应用WRF 模式对西北西部地区低层风场进行了模拟，发现风速较大的四月份模拟效果优于风速较小的一月份，低层风在西北复杂地形下模式边界层的参数化是影响模拟结果的关键。
吴志鹏等选取五种边界层参数化方案对川渝地区西南涡过程进行了模拟，指出不同边界层参数化方案对西南涡模拟的差别体现在降水强度和位置。
石春娥等对比了MM5和WRF 在我国东部地区温、湿、风模拟效果，发现温、湿模拟效果理想，MM5风速模拟效果平原优于丘陵和山区。
我国西南地区由于地形复杂，西邻青藏高原、东有四川盆地且夏季多受季风影响。
但是目前对青藏高原模拟较多，对WRF 模式在西南地区近地面风速模拟表现评估较少。
为此，本文基于WRF 模式采用不同边界层参数化方案组合进行模拟评估，选出模拟效果更加符合西南地区风资源分布的参数化方案。
WRF模式不同微物理过程对东北降水相态预报的影响崔锦;周晓珊;阎琦;张爱忠;李得勤;宋国云;陈雨【摘要】In order to study the impact of different microphysical processes of WRF model on precipitation phase forecasting,1 1 precipitation processes with precipitation phase change in the Northeast China from 2006 to 2008 were simulated based on WRF V3.1 and NCEP reanalysis data.Studies were carried out by three microphysical schemes,i.e.a WSM 6 scheme,a Goddard scheme and a New Thompson scheme.According to analysis of precip-itation phase and cloud microphysical characteristics,forecast differences existed in the different schemes were ob-tained.The results show that effects of different microphysical schemes on precipitation falling area and precipitati-on intensity are not significant,while precipitation phase is sensitive to microphysical schemes,especially for fore-casting of falling area of rain and sleet.The Goddard scheme is the best among all schemes according to results of overall forecast.The simulated cloud microphysical features of atmosphere in the bottom layer have significant differences among three schemes,which lead directly to the difference of precipitation phase forecast.%为了研究不同微物理过程对中尺度模式降水相态预报的影响，利用中尺度模式WRF（V3.1）和NCEP再分析资料，采用WSM 6方案、Goddard方案和New Thompson方案等3种不同微物理过程参数化方案，对2006-2008年东北地区存在降水相变的11次降水过程进行敏感性试验。
《新一代中尺度天气预报模式——WRF模式简介》篇一一、引言随着科技的不断进步，天气预报的准确性和精细度逐渐成为人们关注的焦点。
中尺度天气预报模式作为现代气象学的重要组成部分，对提高天气预报的精确性和预见性起着至关重要的作用。
本文将着重介绍新一代中尺度天气预报模式——WRF（Weather Research and Forecasting）模式，以及其相关特性和应用。
二、WRF模式概述WRF模式是由美国国家大气研究中心（NCAR）和多个国际合作伙伴共同开发的一款先进的中尺度气象预报模式。
该模式以其高分辨率、灵活性和可扩展性等特点，广泛应用于全球各地的气象研究和预报工作。
三、WRF模式的特点1. 高分辨率：WRF模式能够提供高分辨率的天气预报，对局部地区的气象变化具有较高的敏感度和预测能力。
2. 灵活性：WRF模式具有较高的灵活性，可以根据不同的需求进行定制和调整，以满足不同地区和不同用户的需求。
3. 强大的物理过程描述：WRF模式采用先进的物理过程描述方法，能够更准确地模拟和预测大气中的物理过程。
4. 丰富的数据源：WRF模式支持多种数据源的输入和输出，包括卫星数据、雷达数据、地面观测数据等，为天气预报提供了丰富的数据支持。
四、WRF模式的应用1. 天气预报：WRF模式广泛应用于各种天气预报业务，包括短时预报、短期预报和中期预报等，为人们提供准确的天气信息。
2. 气候模拟：WRF模式还可以用于气候模拟和气候变化研究，为气候预测和应对气候变化提供科学依据。
3. 灾害预警：WRF模式在灾害预警方面也发挥着重要作用，能够提前预测和预警各种自然灾害，如暴雨、洪涝、台风等。
4. 农业气象服务：WRF模式还可以为农业气象服务提供支持，帮助农民了解天气变化对农作物的影响，提高农业生产效益。
五、WRF模式的未来发展随着科技的不断发展，WRF模式将会继续进行优化和升级。
未来，WRF模式将进一步提高其预报精度和时效性，同时加强与其他模式的融合和互动，以更好地服务于气象研究和预报工作。
《WRF-Chem模式不同参数化方案对呼和浩特大气污染的数值模拟研究》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展，大气污染问题日益严重，成为全球关注的焦点。
呼和浩特作为我国北方的重要城市，其大气污染问题尤为突出。
为了更好地理解和预测大气污染过程，数值模拟成为重要的研究手段。
本文利用WRF-Chem模式，对呼和浩特大气污染进行数值模拟，并探讨不同参数化方案对模拟结果的影响。
二、WRF-Chem模式简介WRF-Chem是一种集成了气象和化学过程的区域气候模式，能够模拟和预测大气污染物的传输、扩散和转化过程。
该模式具有较高的空间和时间分辨率，能够较好地反映大气的物理和化学过程。
本文利用WRF-Chem模式，对呼和浩特的大气污染进行数值模拟。
三、不同参数化方案介绍本文采用多种不同的参数化方案进行数值模拟，包括：边界层参数化方案、气溶胶参数化方案、排放源参数化方案等。
这些参数化方案在模型中起着至关重要的作用，影响着大气污染物的传输、扩散和转化过程。
四、数值模拟方法与过程本文首先根据呼和浩特的地理位置、气候特征和大气污染状况，设置合理的模型参数和边界条件。
然后，采用不同的参数化方案进行数值模拟，包括：不同边界层参数化方案、不同气溶胶参数化方案和不同排放源参数化方案。
在模拟过程中，我们关注了大气污染物的浓度变化、传输路径和影响因素等。
五、不同参数化方案对模拟结果的影响通过对比不同参数化方案的模拟结果，我们发现：1. 边界层参数化方案对大气污染物的扩散和传输有着显著影响。
不同的边界层高度和湍流强度会导致大气污染物的扩散速度和传输路径发生变化。
2. 气溶胶参数化方案对大气污染物的化学转化过程有着重要影响。
不同的气溶胶成分和反应速率会导致大气污染物的化学组成和浓度发生变化。
3. 排放源参数化方案对大气污染物的来源和浓度有着直接影响。
不同的排放源分布和排放强度会导致大气污染物的浓度和组成发生变化。
六、结论与展望通过WRF-Chem模式的数值模拟，我们得出以下结论：1. 不同参数化方案对呼和浩特大气污染的数值模拟结果有着显著影响。
Advances in Geosciences地球科学前沿, 2013, 3, 48-56doi:10.12677/ag.2013.31008 Published Online February 2013 (/journal/ag.html)Numerical Simulations of Arctic Climate with RegionalAtmospheric Models Based on Two Different Versions ofWRF—Results of Annual Mean*Tonggui Bai#, Xiying Liu, Tao Zhang, Wenjie WangInstitute of Meteorology, PLA University of Science and Technology, NanjingEmail: #yunlongbai_0@Received: Dec. 5th, 2012; revised: Dec. 26th, 2012; accepted: Jan. 3rd, 2013Abstract: Numerical simulation test is made for Arctic climate with regional climate models based on WRF3.2.1 and PWRF3.3.1 versions, and simulation capabilities for Arctic climate of two versions are compared and analyzed. Ac- cording to results: within temperature field, simulation result of climate model based on WRF3.2.1 is relatively low; simulation result within potential height field is also relative low, and zones with larger difference are mainly around Victoria Island; within sea-level pressure field, for simulation based on WRF3.2.1 model, zone with low value is rela- tive large, and it is not as good as simulation based on PWRF3.3.1 model; Wind difference of both models exists up to high altitude, wind speed difference will increase with increasing of altitude, and max wind speed difference 40 m/s will be reached at 200 hPa; rainfall simulation results of both models are similar, simulation result for unsteady rainfall is relatively good, simulation result for steady rainfall shows position with northward difference and rainfall is relatively large, and rainfall simulation result in whole is not good. In numerical simulation test, performance of climate model based on PWRF3.3.1 is better than one based on WRF3.2.1 in whole.Keywords: PWRF; WRF; Numerical Simulation; Arctic Climate基于两个不同版本WRF模式的北极区域气候数值模拟——年平均结果*柏统贵#，刘喜迎，张涛，王文杰中国人民解放军理工大学气象学院，南京Email: #yunlongbai_0@收稿日期：2012年12月5日；修回日期：2012年12月26日；录用日期：2013年1月3日摘要：用基于WRF3.2.1和PWRF3.3.1的两个版本区域气候模式对北极气候进行了数值模拟试验，对比分析了两个版本模式对北极气候的模拟能力。
结果显示：在温度场中，基于WRF3.2.1的气候模式模拟的结果偏低；在位势高度场中，两者的模拟结果均偏低，差异性较大的区域主要在维多利亚岛附近；海平面气压场中，基于WRF3.2.1的模式模拟的低值区域较大，没有基于PWRF3.3.1的模式模拟的结果好；两个模式风场差异伸展到高层并随高度的升高而风速差值增大，到200 hPa时风速差值最大为40 m/s；两者的降水模拟结果比较相似，对流性降水模拟的结果较好，对稳定性降水模拟的位置偏北且降水量偏大，对整体降水的模拟结果不好。
在数值模拟试验中，基于PWRF3.3.1的气候模式整体显示出优于基于WRF3.2.1模式的性能。
关键词：PWRF；WRF；数值模拟；北极气候*资助信息：国家自然科学基金(41276190)资助。
#通讯作者。
1. 引言北极是地球气候系统的重要单元，包含了大气、海洋、陆地、冰雪和生物等多圈层相互作用的全部过程。
北极是全球气候变化的冷源、驱动器和敏感器，是地球上的气候敏感地区，制约和影响着全球变化，同时也深受全球变化的影响。
极地拥有过去地球系统演变的独特信息，对认识地球系统及其与人类活动的相互作用具有重要意义。
全球大气是一个相互作用和影响的统一整体，大气环流的形成从根本上说是由极地冷源和赤道热源共同作用的结果。
极地冷源和赤道热源一样，对全球气候有着重要的影响。
作为与热带地区相对立的一极，北极地区在全球气候系统中的作用日益受到人们的关注，研究该区域的气候变化特点对于研究北半球及全球气候变化的特点和规律都有着重要的意义。
我国位于北半球，北极对我们的影响更加直接，比如大家熟知的冷空气活动就是从北极的北冰洋、西伯利亚、北极圈里来的，对我国的气候特别是冬季造成比较大的影响，对我国的军事、农业、交通、生活等都有很大的影响，研究北极区域气候对于我国也具有特别重要的意义。
气候状态及其演变，乃是包括全球大气、海洋、陆面、冰雪甚至生态过程在内的气候系统的复杂表现及其演变。
建立基于数学、物理规律基础上的气候系统模式并进行气候模拟，是认识气候形成和演变规律的主要方法之一。
数值模拟是研究气候的一种重要的手段，对于气候的数值模拟有全球气候模式和区域气候模式。
全球气候模式(Global Climate Model, GCM)是预估未来气候变化的有效方法，能够较好地模拟出大尺度最重要的平均特征，特别是能较好地模拟高层大气场、近地面温度和大气环流。
全球气候模式(GCM)是目前研究气候变化机制和进行气候预测的重要手段之一，但由于其水平分辨率较低,难以细致地描述区域气候的具体特点[1]，另外由于物理学和动力学上的限制，使得GCM对区域气候的模拟还有很大的局限性和不确定性，无法正确描述出中尺度环流型，难以较细致地模拟出时间空间尺度范围相对较小的区域气候的具体特点，于是需要研究适合于区域气候模拟的气候模式。
区域气候模式(Regional Climatic Model, RCM)具有较高的分辨率和更完善的物理过程，较全球气候模式(GCM)能够更加细致地描述地形和海陆分布以及地表植被分布等下垫面特征,能够更好地刻画气候的区域性特征，可以模拟出更详尽、更准确的气候场分布，在区域气候模拟方面有很大优势，因此近年来已成为研究区域气候变化的最重要途径。
对区域模式进行评估的意义，在于以此检验模式对北极区域气候的模拟能力，并分析北极区域气候的变化特征。
而合适的初始场和边界值是影响区域模式结果的重要因素。
WRF (Weather Research and Forecast)[2]模式是由美国多个研究部门和科学家共同参与进行开发研究的新一代中尺度预报模式。
WRF模式具有可移植性强、维护容易、可扩充性强、计算效率高及使用方便等诸多特性，在世界许多研究和业务机构的各种项目及数值预报业务中得到了广泛应用。
WRF模式应用了多级并行分解算法、更为先进的数值计算和资料同化技术，多重移动嵌套网格性能以及更为完善的物理过程，可应用于天气预报、大气化学、区域气候等方面，有助于开展针对不同类型、不同地域天气过程的高分辨率数值模拟。
WRF模式是中尺度天气模式，适用于天气过程的模拟研究。
如要利用其优点开展气候研究，就需要对WRF模式进行改进。
本文用两种改进后的气候模式来模拟北极区域气候，并比较两种模式的结果，分析北极气候的特点。
以此加深对影响北极气候模拟结果因素的理解，更好地开展研究工作。
2. 模式、资料及试验设计2.1. 模式介绍本文将利用基于两个不同版本WRF模式的区域气候模式开展北极气候模拟试验。
两个区域气候模式分别是在WRF3.2.1模式和PWRF3.3.1 (PWRF3.3.1模式是在版本号为3.3.1的WRF模式基础上发展出的北极区域天气模式)[3]基础上发展起来的。
基于WRF3.2.1的气候模式(WRF/PCE (WRF/Polar Climate Extension version))较天气模式WRF3.2.1改进之处主要有：增加了下边界更新功能，实现了海冰密集度、海表面温度、植被覆盖度、叶面积指数、地表反照率等物理量的更新；增加了平均结果的计算和输出功能，实现了按月输出模拟结果，既节省了存储空间，又方便了对结果的分析；并且参照中间格式文件的写法，将存储格式为netCDF的再分析资料转换为符合metgrid要求的无格式二进制文件，已达到WRF前处理系统中所需中间格式文件的要求[4,5]。
围绕物理过程参数化问题，利用WRF/PCE模式的试验结果表明，反照率参数化方案对夏季北极区域气温模拟结果影响非常大[6]。
基于PWRF3.3.1的气候模式(PWRF/CE(PWRF/Climate Ex- tension)较天气模式PWRF3.3.1改进之处与WRF/ PCE 相同。
2.2. 资料介绍数值试验中采用1989年的ERA-interim再分析数据集[7-9]生成初始场、侧边界条件和下边界条件。
