双参云微物理方案伽马雨滴谱函数高精度快速求解方法技术

本发明专利技术涉及一种双参云微物理方案伽马雨滴谱函数高精度快速求解方法，包括：计算M0/M3的比值c；建立μ‑Λ线性相关关系函数；对M0和M3分贝值进行样本分类以构建查找表，通过查表法查出a、b值；通过μ‑Λ线性相关关系和M0/M3的比值构建求解谱形参数的一元三次方程；代入a、b和M0/M3值以求出该谱形参数的解析解；剔除不合理谱形参数解，得到唯一合理实数解；计算得到截距参数N0以构建适用于双参云微物理方案的Γ雨滴谱三参数。采用本发明专利技术所述方法可以快速求解得到高精度的伽马雨滴谱函数三参数，使得雨滴谱分布特征更接近于华南地区雨滴谱观测事实，相比于现有方案计算结果的误差大幅度降低，计算值接近于实际观测结果，实现简单，计算速度快，结果精度高。

A high precision and fast method for solving the gamma raindrop spectrum function of two parameter cloud microphysics scheme

【技术实现步骤摘要】
双参云微物理方案伽马雨滴谱函数高精度快速求解方法
本专利技术涉及数值天气预报
，尤其涉及一种双参云微物理方案伽马雨滴谱函数高精度快速求解方法。
技术介绍
数值天气预报是现代天气预报的主要技术手段和工具，因此发展精细数值天气预报技术是提高强降水预报能力的必经之路。随着计算能力持续快速地提升，数值天气预报模式空间分辨率不断提高，现已到达云尺度/对流尺度(～1km)。此时，传统的积云参数化方案已不再适用，显式处理云降水必须需要使用云微物理方案。数值天气预报模式中云降水微物理过程通过吸收/释放潜热，与模式动力及辐射特性之间存在复杂非线性相互作用，此时云降水微物理过程变得非常重要，并直接决定降水系统的发生发展和演变。因此，在进行高分辨率数值模拟时，云微物理方案模拟精度直接影响模式预报精度。当前全球和区域业务数值天气预报模式对华南强降水的预报能力明显低于平均水平，因此，精确描述云降水微物理过程是提升华南地区强降水预报水平的关键所在。云微物理参数化方案计算效率高，被广泛用于业务精细数值预报模式。数值模式中云微物理参数化方案选用谱分布函数N(D)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双参云微物理方案伽马雨滴谱函数高精度快速求解方法，其特征在于，包括：/n步骤1：进行双参云微物理方案数值天气预报，并将预报中的雨水数浓度Nr和物质含量Qr转化为谱分布0阶距参量M0和谱分布3阶距参量M3，分别将M0值和M3值转化为分贝值，并计算得到M0/M3的比值c；/n步骤2：基于华南地区大量雨滴谱观测资料获取的伽马雨滴谱分布函数特点，建立谱形参数μ与斜率参数Λ的线性关系函数μ＝aΛ+b；/n步骤3：对华南地区进行雨滴谱观测，并基于大量观测事实，采用M0和M3分贝值进行样本分类以构建所述μ-Λ线性相关关系的a、b值查找表，通过查表法将μ-Λ线性相关关系中的a、b值查出；/n步骤4：通...

【技术特征摘要】
1.一种双参云微物理方案伽马雨滴谱函数高精度快速求解方法，其特征在于，包括：
步骤1：进行双参云微物理方案数值天气预报，并将预报中的雨水数浓度Nr和物质含量Qr转化为谱分布0阶距参量M0和谱分布3阶距参量M3，分别将M0值和M3值转化为分贝值，并计算得到M0/M3的比值c；
步骤2：基于华南地区大量雨滴谱观测资料获取的伽马雨滴谱分布函数特点，建立谱形参数μ与斜率参数Λ的线性关系函数μ＝aΛ+b；
步骤3：对华南地区进行雨滴谱观测，并基于大量观测事实，采用M0和M3分贝值进行样本分类以构建所述μ-Λ线性相关关系的a、b值查找表，通过查表法将μ-Λ线性相关关系中的a、b值查出；
步骤4：通过采用谱形参数μ与斜率参数Λ线性相关关系μ＝aΛ+b和M0/M3的比值c，构建求解谱形参数的一元三次方程f(μ)＝Aμ3+Bμ2+Cμ+D；
步骤5：将a、b和M0/M3值代入已构建谱形参数的一元三次方程f(μ)，并求出该谱形参数的实数解；
步骤6：通过谱形参数μ与斜率参数Λ线性相关关系，计算得到斜率参数值Λ，并剔除不合理解；
步骤7：基于华南地区的雨滴谱观测事实，建立华南地区的雷达反射率因子Z与雨强R的相关关系，通过Z-R相关关系以得出唯一合理谱形参数解μ；
步骤8：求解后，使用μ、Λ、M0和M3值计算得到截距参数N0以构建适用于双参云微物理方案的Γ雨滴谱三参数(N0、μ、Λ)以描述各类水凝物谱变化情形。


2.根据权利要求1所述的双参云微物理方案伽...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘显通，万齐林，胡胜，肖辉，黎慧琦，郑腾飞，夏丰，冯璐，
申请(专利权)人：中国气象局广州热带海洋气象研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44