WRF模式中初始土壤温湿度对华北冬季近地面要素预报的影响

来源：高原气象杂志2026年第1期北京时间：

作者：张琳,张卫红,尹金方,丁明虎

单位：1. 河北省气象与生态环境重点实验室，河北 石家庄 050021;2. 中国气象局雄安大气边界层重点开放实验室，河北 雄安新区 071800;3. 河北省气象科学研究所，河北 石家庄 050021;4. 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室，北京 100081

摘要：基于WRF模式， 研究了来自CMA-GFS分析场、 CLDAS融合实况产品两种土壤温、 湿度初始场对2023年12月10 -25日华北地区近地面温、 湿要素预报效果的影响， 并分别讨论了初始土壤偏冷/偏暖、 偏干/偏湿对2 m气温的影响差异。结果表明： （1）在预报时长21 h之前， 以CLDAS为土壤温湿度初始场预报的相对湿度/2 m气温效果较差；在21 h之后， CLDAS初始土壤温湿度对相对湿度/2 m气温的预报效果更好， 均方根误差（RMSE）最多降低8.3%/10%。（2）以CLDAS为土壤温湿度初始场时， 由于模式初始场中， 大气和土壤温、 湿度的数据来源不同， 大气和土壤温、 湿度通过更多地表向大气输送的感热、 潜热通量进行热调整， 在21 h达到平衡， 故在21 h之后相对湿度/2 m气温的预报效果转优。（3）空间上， 在山西南部、 河北中南部及其以南地区， CLDAS土壤温湿度为初值预报的相对湿度负偏差更小、 日最高气温暖偏差更小、 日最低气温暖偏差更大， 在河南的预报效果更好， 其相对湿度偏差降低了8%， 日最高气温偏差减少了1.5 ℃；在山西北部、 河北北部及其以北地区， CLDAS土壤温湿度初值预报的相对湿度负偏差更大， 预报的日最高、 最低气温均更优。（4）当初始土壤偏湿、 偏冷时， 2 m气温的预报效果最好， 几乎接近于真实气温；当初始土壤偏湿、 偏暖时， 土壤温湿度初值对2 m气温的预报效果影响较小， 2 m气温预报效果整体欠佳。相比土壤温度， 土壤湿度初值对2 m气温预报影响更大， 当初始土壤偏干时， 对地表热通量的影响最大， 感热通量更大， 潜热通量更小， 日最低气温的预报效果更好。

关键词：初始土壤温、 湿度,数值预报,CLDAS,气温,相对湿度

基金资助：河北省气象局青年基金项目(22ky20),河北省重点研发计划项目(22375404D),河北省自然科学基金项目(D2025304001),中国气象科学研究院基本科研业务费专项基金项目(2023Z004),中国气象科学研究院基本科研业务费专项基金项目(2023Z015)