1. 引言
热带洋面上，常常会产生一种具有暖中心结构的强烈气旋性涡旋，我们称之为热带气旋。在西北太平洋产生的强热带气旋，被称为台风；发源于大西洋和北太平洋等热带海面的强热带气旋被称为飓风；印度洋地区称为热带风暴。平均每年全球共有80多个热带气旋生成，50多个国家和地区受到其影响，热带气旋以登陆陆地时造成的破坏最大，常常在登陆地区域引发海啸、河水泛滥、山体滑坡、泥石流等直接破坏，以及因农牧业受损带来的粮食短缺等若干间接破坏。近几十年来，世界范围内有关热带气旋路径、强度的分析讨论不断升温，在热带气旋研究领域已经成为了一个不可忽视的分支。
明确地分析和认知影响热带气旋的因子以及其作用，可以帮助我们更好地对热带气旋的路径和强度进行预报。贺海晏，董惠菁 [1] 经过对台风的移动特性的研究，指出台风的加速、减速和转向，都与非轴对称的非绝热引导作用有关；肖伟生,袁金南 [2] 在对台风数值模拟的试验里指出，海温的变化对台风的移动路径有一定影响，并得出台风有趋暖移动的特性。余贞寿，郝增周等 [3] 在台湾岛地形对台风“海棠”(0505)移动路径影响的数值试验研究中，指出台湾岛地形不仅可以直接对台风路径造成影响，还可以通过影响台风的非对称结构来改变台风的移动路径。热带气旋强度和路径的改变，从理论上我们大致可以总结为以下几类原因：一、热带气旋自身的结构发生变化，比如眼壁置换、非对称分布 [3] 的对流配置；二、热带气旋周边的环流形势，比如水平和垂直切变，和气旋环流系统的内外反馈；三、下垫面，如海洋和陆地地形等与飓风系统的交换影响。由此可见，一个热带气旋实例过程的强弱起伏和路径转换，往往是由多个因子同时作用的综合体现，在这一系列因子的交互作用的过程中也包含了诸多的复杂的诸如云微物理、积云对流等物理过程，因为模式的空间分辨率的制约以及我们目前对这些物理过程的认识的不到位，现在的数值模式一般对这些物理过程采用参数化的方式进行模拟。
近十几年来，国内外已经有不少人做过微物理参数化对热带气旋路径和强度的研究。林惠娟，冀春晓等 [4] 在2010年对比分析不同微物理过程和积云参数化方案的组合对台风“莫拉克”强度与路径的影响中，发现WSM6微物理方案与BM积云参数化方案相结合的试验组合模拟的“莫拉克”的路径与实际路径更相近；周昊，朱伟军 [5] 等人在2012年以2010年1013号超强台风“鲇鱼”为例，利用WRF模式研究了不同微物理方案和边界层方案对台风“鲇鱼”路径和强度模拟的影响分析，发现与Ferrier方案相结合的试验模拟的台风路径的平均偏差最小；2011年Pemmani V. S. Raju [6] 等人，以孟加拉湾形成的热带风暴“纳尔吉斯”为例，利用WRF探究物理参数化过程对其影响，发现云微物理方案和Ferrier方案相结合能较好的预测路径和强度；2016年，Kelvi CHAN [7] 等人运用WRF模式研究了热带气旋对微物理参数化方案的敏感性，其研究结果表明：在模拟前期特别是在开阔的洋面上，热带气旋路径对微物理参数化方案的选择不太敏感。大量关于WRF模式微物理参数化对热带气旋路径和强度的模拟研究，证明了该模式具有通用性以及预报的准确性。
尽管国内外的研究人员针对微物理参数化对热带气旋路径和强度的影响做了大量的工作，然而就不同微物理参数化方案对热带气旋影响的差异性比较以及原因分析的研究工作开展的还比较少，人们在微物理参数化细节对热带气旋所产生的影响仍不是十分清楚，仍然有很多问题值得进一步探究。为了能更准确的预测热带气旋的路径和强度变化，加深对热带气旋活动的认识，本文拟选用中尺度数值模式WRF为研究工具，采用不同的微物理参数化方案对2008年北大西洋09号飓风“艾克”进行数值模拟，研究不同的微物理参数化方案对热带气旋的强度和路径的影响。
2. 飓风“艾克”个例简介
本次所选的研究个例是2008年于古巴东北海岸登陆的北大西洋09号四级飓风“艾克(Ike)”。飓风“艾克”的起源可以追溯到08月28日，美国国家飓风中心(NHC)首先在非洲西海岸、大西洋中部发现了一个热带扰动，之后此扰动在佛得角群岛附件的有利条件下发展为低压区，低压区持续向西走，在09月01日06UTC被认定为热带低压，并在09月01日12UTC发展为热带风暴强度，三小时后即09月01日15UTC，NHC将这个热带风暴命名为“艾克”。
09月03日，随着风暴中心周围雨带的加强，“艾克”增强的速度开始加快，在09月03日18UTC，“艾克”正式升级为飓风。09月04日06UTC，飓风“艾克”达到最高持续风速233 km/h，中心最低海平面气压为935 hPa，发展为四级飓风。09月07日至13日，飓风“艾克”先后三次分别于巴哈马的伊纳瓜岛、古巴霍尔金省海岸的卡布卢西亚及德克萨斯州的加尔维斯顿岛北端登陆。09月13日晚在德克萨斯州巴勒斯坦东部的减弱为热带风暴，随后于09月14日在奥扎克斯群岛又发展为强大的热带气旋，接着进入稳定的弱化阶段，掠过整个南安大略省和魁北克省。09月15日弱化后的“艾克”在圣劳伦斯河附近被另一个热带低压所吸收。
3. 资料来源和试验方案
3.1. 资料来源
本文所用到的资料来自：美国国家环境预报中心(National Centers for Environmental Prediction, NCEP)所提供的GFS (Global Forecast System)再分析资料，水平分辨率为1˚ × 1˚，时间频率间隔为6 h。
3.2. 模式介绍
WRF (Weather Research Forecast)模式系统，是由美国国家环境预测中心(NCEP)，美国国家大气研究中心(NCAR)以及众多科研机构所共同参与研究开发的新一代集数值天气预报、大气模拟及数据同化于一体的中尺度模式系统。WRF模式系统是一种完全可压非静力的模式系统，计算网格形式采用荒川C网格 [8] ，支持更高的网格分辨率，结合先进的数值方法和资料同化技术，很好的适应了从理想化研究到业务预报等应用的需求，为改进中尺度天气模拟和预报精度做出巨大的贡献。WRF模式内部的参数化，相比其他中尺度模式而言更加丰富，考虑的物理过程也比其他中尺度模式更为细致 [9] 。对于WRF模式的研究，主要是围绕不同的参数化方案的选择问题展开的。选用何种参数化方案能达到最优的模拟效果，也是一直以来研究的重点之一。WRF模式系统中引入的物理参数化方案 [10] 主要有：微物理过程方案、边界层参数化方案、积云对流参数化方案、近地面层过程参数化方案、陆面过程参数化方案、长波辐射过程参数化方案、短波辐射过程参数化方案以及次网格尺度扩散参数化方案等 [11] 。
微物理过程主要是对水汽，云水，云冰，雨，雪，霰，冰雹等降水粒子的产生、发展、转化等过程进行描述。本次集中展开研究讨论的微物理参数化方案主要包括了：
(a) Purdue Lin方案：基于Lin等人的参数化方案基础得到的参数化项，采用Tao的方法进行饱和修正，微物理过程中预报水汽、云水、雨、云冰、雪和霰，结冰点以下时，将云水作为云冰处理，将雨水作为雪处理。Lin方案是WRF中较为成熟的方案，更加适用于理论研究 [12] 。
(b) Eta Ferrier方案：微物理过程中预报平流项中水汽以及总凝结降水的变化。通常以一个局域数组的变量来保存初始的猜测场信息，之后再从里面分解出云水，雨水，云冰及降冰(包括雪，霰或冰雹)变化的密度。随着对快速微物理过程处理方法的改进，这种处理方法可以使方案在大时间步长时计算结果稳定 [12] 。
(c) WSM5 (WRF Single_Moment_5_class)方案：源于对NCEP5方案进行修正，包括了冰的沉降以及冰相的参数化。本方案包括水汽，云水或云冰，雨水或雪三种水物质，将云水和云冰划分为一同类来计算。代替了NCEP5版本 [12] 。
(d) WSM6(WRF Single_Moment_6_class)方案：包括了霰和一些相关过程，对WSM5方案进行了扩充。扩充的过程的参数化与Lin等人的方案大部分相似，但在计算增长和部分参数化上有些许差别。并且在下降的过程中将凝结或者融化的过程也考虑进去，使垂直廓线的精度得到了提升 [12] 。
3.3. 试验方案
本文对飓风“艾克”进行模拟研究，运用了中尺度数值模式WRF，采用水平分辨率为1˚ × 1˚，时间间隔为6 h的NCEP GFS再分析资料作为模拟的初始场和边界条件。选取2008年09月12日18UTC到2008年09月14日06UTC，记录了飓风“艾克”第三次登陆前后过程的36 h作为本次的模拟时段，以(30˚N, 94˚W)中心(22˚N~38˚N, 86˚W~102˚W)范围的区域进行模拟，网格点数为401 × 401，格局为5 km，垂直层数为41层，顶层气压100 hPa，积分步长为30 s，积分时长为36 h。
Table 1. The numerical simulation schemes
表1. 数值模拟方案
为了探究不同微物理参数化方案对飓风“艾克”的强度和路径的影响，本文选用了Purdue Lin方案、Eta Ferrier方案、WSM5方案和WSM6方案四种不同的微物理参数化方案，设计了如表1所示四种试验组合。各组试验中，除微物理方案外，其他参数化方案均保持一致，包括Eta Mellor-Yamada-Janjic TKE (湍流动能)边界层参数化方案，MYJ Monin-Obukhov近地面层参数化方案，5层热量扩散陆面过程方案，RRTM长波辐射参数化方案，Dudhia短波辐射参数化 [12] 等。通过不同微物理参数化方案模拟的各时刻的飓风中心位置以及中心海平面气压确定各方案模拟所得路径和强度，再分别与飓风实际路径和强度进行对比分析其影响。
4. 试验结果
4.1. 不同微物理参数化方案对飓风路径的影响
不同微物理参数化方案模拟的飓风路径与实际观测路径的对比如图1所示，从图中可知，几乎所有的模拟路径相比实际观测路径都偏东，并且移动速度都较实际移速偏慢。飓风前24 h向西北移动，预测的第24 h为转折点，从第25 h起至第36 h，飓风转向东北移动，且移动速度开始加快。WSM5微物理参数化方案整体路径相比实际路径偏东最多。预测的前6 h，即2008年09月12日18UTC~2008年09月13日00UTC期间，Lin微物理参数化方案的模拟路径与实际路径几乎重合，此时段内模拟效果较好；Ferrier微物理方案模拟路径在大概09月13日03UTC至09月13日20UTC，总计17 h左右的模拟路径较实况偏西；WSM6方案模拟路径在大概09月13日05UTC至09月13日18UTC时段，总计13 h与实际观测路径吻合度较高。
为了能定量比较不同微物理参数化方案对飓风路径影响，在表2中列出了不同微物理参数化方案模拟的飓风中心位置在不同时刻与实际观测飓风中心位置间的距离偏差、平均距离偏差以及距离偏差的均方差。在四种微物理方案中，WSM6方案模拟飓风的平均距离偏差最小仅为26.743 km，均方差也最小仅为16.624 km。从整体来看，在四种方案中WSM6微物理参数化方案对飓风“艾克”路径的模拟效果最好。
Figure 1. Comparison of simulated hurricane movement paths and actual hurricane Ike movement paths under different microphysical parameterization schemes (from 18UTC on September 12, 2008, with a cumulative prediction of 36 h to 06UTC on September 14, 2008, the hurricane path is represented by the line connecting the lowest sea level pressure at the center of the hurricane, and the hurricane center is determined every 6 h)
图1. 不同微物理参数化方案下模拟飓风移动路径与实况飓风“艾克”移动路径对比(从2008年09月12日18UTC起，累计预测36 h到2008年09月14日06UTC，飓风路径以飓风中心海平面最低气压的连线来表示，每6 h确定一次飓风中心)
Table 2. Distance deviation, mean, and mean square deviation (in kilometers) between simulated hurricane paths and actual observed paths under different microphysical parameterization schemes
表2. 不同微物理参数化方案下模拟飓风路径与实际观测路径距离偏差、平均值和均方差(单位：km)
4.2. 不同微物理参数化方案对飓风强度的影响
如图2所示，Lin、WSM5、Ferrier、WSM6四种微物理参数化方案下，以2008年09月12日18UTC的NCEP GFS的再分析资料作为试验的启动资料，预测到2008年09月14日06UTC累计36 h过程的飓风“艾克”中心海平面气压。四种微物理方案下模拟得出的中心海平面气压大部分时间较实况更高，强度弱于实际观测强度。并且在预测14 h即登陆一小时之后，四种方案模拟的中心海平面气压差异开始增大。
其中，Lin微物理参数化方案下，飓风在预测12 h后即09月13日06UTC时达到中心海平面气压最小值971.0049 hPa；WSM5微物理方案下，飓风在预测12 h后即09月13日06UTC时达到中心海平面气压最小值969.947 hPa；Ferrier微物理方案下，飓风在预测12 h后即09月13日06UTC时达到中心海平面气压最小值970.405 hPa；WSM6微物理参数化方案下，飓风在预测12 h后即09月13日06UTC时达到中心海平面气压最小值969.981 hPa。
在模拟的36 h的不同微物理参数化下飓风“艾克”中心海平面气压连线图中,所有微物理参数化模拟的中心气压连线都呈现“漏斗”状，其中WSM5方案下气压连线“漏斗”陡降陡升最为明显，气压变化最为剧烈。
在预测的前14 h，四种微物理参数化方案模拟得出飓风中心海平面变化相差不大，Lin微物理参数化方案、WSM5微物理方案、Ferrier微物理方案、WSM6微物理方案下，均在预测12 h后即09月13日06UTC达到飓风中心海平面气压最小值。在飓风登陆后1 h，四种微物理参数化方案的模拟结果开始逐渐出现差异，其中WSM5和WSM6微物理参数化方案的强度以及变化趋势最为相似，且较其他方案模拟中心海平面气压偏高，强度偏弱；Ferrier微物理参数化方案下前25 h的模拟中，中心海平面气压比实际观测气压高，强度较实际强度更弱，后11 h的模拟中，中心海平面气压比实际中心海平面气压低，强度比实际观测强度强，Ferrier方案对飓风的模拟强度整体比其他三种方案的都要强；Lin微物理参数化方案下，模拟的前30 h中心海平面气压高于实际中心海平面，强度弱于实际观测强度，后6 h中心海平面气压较为接近实际观测中心海平面气压。从整个模拟时间过程来看，Lin微物理参数化方案对飓风强度的模拟比其他三种方案更接近实际观测强度。
Figure 2. The variation trend of central sea level pressure of hurricane Ike under different microphysical parameterization schemes and the actual situation
图2. 不同微物理参数化方案下与实况飓风“艾克”中心海平面气压的变化趋势
在此，我们选取四种微物理参数化方案模拟飓风中心海平面气压差异较大的09月13日18UTC，来进行不同微物理参数化方案模拟飓风强度差异的比较分析。首先选取2008年09月12日18UTC的NCEP GFS的再分析资料作为试验的启动资料，预报24 h，以09月13日18UTC的海平面气压作为强度分析时刻。如图3，Lin方案下最低海平面气压为976.926 hPa，位于(31.2755˚N, 95.349˚W)；WSM5方案下中心海平面气压为979.142 hPa，位于(31.4586˚N, 95.1935˚W)；Ferrier方案下，中心海平面气压为974.838 hPa，位于(31.3644˚N, 95.4568˚W)；WSM6方案下中心海平面气压为979.257 hPa，位于(31.5051˚N, 95.0881˚W)。09月13日18UTC，Ferrier方案下模拟出的飓风中心海平面气压最低，等压线较其他微物理参数化方案更为密集。
Figure 3. Simulated sea level pressure in the range of 22˚N~38˚N, 86˚W~102˚W at 18UTC Lin microphysical parameterization scheme (a), Ferrier microphysical parameterization scheme (b), WSM5 microphysical parameterization scheme (c), and WSM6 microphysical parameterization scheme (d) on September 13, 2008
图3. 2008年09月13日18UTC Lin微物理参数化方案(a)、Ferrier微物理参数化方案(b)、WSM5微物理参数化方案(c)、WSM6微物理参数化方案(d)模拟(22˚N~38˚N, 86˚W~102˚W)范围的海平面气压
然后截取不同微物理参数化方案下不同高度的风场来对飓风进行进一步的分析。从1000 hPa的风场(图4)可知四种微物理参数化方案下，飓风旋涡区附近风速普遍在15~30 m/s，四个方案都有明显的向中心辐合的气流，属于飓风的流入层。750 hPa的风场(图5)相比1000 hPa的风场，四个微物理参数化方案下的飓风旋涡区风速都有明显的提升，且四个微物理参数化方案下风场都明显呈现出了不对称结构，飓风风速大值明显集中分布在飓风中心东侧，Ferrier微物理参数化方案下德克萨斯州东部(30˚N~32˚N, 93˚W~95˚W)地区，风速高达50~55 m/s，明显大于其他三个方案，Lin方案次之，WSM5和WSM6方案最小。375 hPa的风场(图6)相比750 hPa的风场，四种微物理参数化方案下飓风旋涡区的风速大值都有所减小，飓风中心东北方都出现了一个反气旋，且只有Lin和Ferrier方案下出现了完整紧凑的飓风眼，其中Ferrier方案下的飓风眼小而圆，旋涡区风速大值也大于其他方案。125 hPa风场中(图7)四种方案模拟的飓风顶部都出现了巨大的反气旋，层内气流主要都向外辐散，是飓风的流出层，与低层的流入层形成闭合环流 [13] ，其中Ferrier方案的辐散区域风速明显大于其他方案，且反气旋的结构更为完整紧凑。
Figure 4. Simulated wind field of Lin microphysical parameterization scheme (a), Ferrier microphysical parameterization scheme (b), WSM5 microphysical parameterization scheme (c), and WSM6 microphysical parameterization scheme (d) at 18UTC 1000 hPa on September 13, 2008
图4. 2008年09月13日18UTC 1000 hPa的Lin微物理参数化方案(a)、Ferrier微物理参数化方案(b)、WSM5微物理参数化方案(c)、WSM6微物理参数化方案(d)模拟的风场
Figure 5. Simulated wind fields of Lin microphysical parameterization scheme (a), Ferrier microphysical parameterization scheme (b), WSM5 microphysical parameterization scheme (c), and WSM6 microphysical parameterization scheme (d) at 18UTC 750 hPa on September 13, 2008
图5. 2008年09月13日18UTC 750 hPa的Lin微物理参数化方案(a)、Ferrier微物理参数化方案(b)、WSM5微物理参数化方案(c)、WSM6微物理参数化方案(d)模拟的风场
Figure 6. Wind field simulated by Lin microphysical parameterization scheme (a), Ferrier microphysical parameterization scheme (b), WSM5 microphysical parameterization scheme (c), and WSM6 microphysical parameterization scheme (d) at 18UTC 375 hPa on September 13, 2008
图6. 2008年09月13日18UTC 375 hPa的Lin微物理参数化方案(a)、Ferrier微物理参数化方案(b)、WSM5微物理参数化方案(c)、WSM6微物理参数化方案(d)模拟的风场
Figure 7. Wind fields simulated by Lin microphysical parameterization scheme (a), Ferrier microphysical parameterization scheme (b), WSM5 microphysical parameterization scheme (c), and WSM6 microphysical parameterization scheme (d) at 18UTC 125 hPa on September 13, 2008
图7. 2008年09月13日18UTC 125 hPa的Lin微物理参数化方案(a)、Ferrier微物理参数化方案(b)、WSM5微物理参数化方案(c)、WSM6微物理参数化方案(d)模拟的风场
综上，由各微物理参数化方案在2008年09月13日18UTC不同高度的风场图，可以看出在四种微物理参数化方案下，飓风都呈现低层辐合，高层辐散，垂直方向由低到高都呈向北倾斜的结构，且风速从低到高都呈现先增后减的变化趋势。综合来讲，在09月13日18UTC，Ferrier微物理参数化方案下模拟飓风的飓风眼清晰、小而圆，飓风风速都大于其他方案，表明Ferrier方案下飓风的强度也最强，Lin方案次之。
另外，本次还选取2008年09月12日18UTC的NCEP GFS的再分析资料作为试验的启动资料，累计预报24 h，到2008年09月13日18UTC的累计降水量来进行分析。如图8，各种微物理参数化方案下模拟的飓风“艾克”都带来了强烈的降水，部分地区达到24 h累计降水量达到200 mm以上的大暴雨，大暴雨雨带尤其集中在飓风眼壁东南侧。其中值得我们注意的是在Ferrier微物理参数化方案下的降水量图中，达到大暴雨量级降水的雨带面积略大于其他三个微物理方案下的大暴雨雨带面积，而在WSM5方案下，达到大暴雨降水量级的雨带面积是最小的。
Figure 8. Simulated 24-hour precipitation in the Lin microphysical parameterization scheme (a), Ferrier microphysical parameterization scheme (b), WSM5 microphysical parameterization scheme (c), and WSM6 microphysical parameterization scheme (d) from September 12, 2008 to September 13, 2008 (22˚N~38˚N, 86˚W~102˚W) region
图8. 从2008年09月12日18UTC日到2008年09月13日18UTCLin微物理参数化方案(a)、Ferrier微物理参数化方案(b)、WSM5微物理参数化方案(c)、WSM6微物理参数化方案(d)模拟的(22˚N~38˚N, 86˚W~102˚W)地区的24 h降水量
5. 初步原因分析
5.1. 飓风路径模拟差异原因的初步分析
从750 hPa的风场(图5)可以看出各微物理方案下，在2008年09月13日18UTC各方案下飓风风场中都出现了明显的气旋性环流，但是环流中心的东侧和东北侧风速明显大于其他方位，表现出了明显的不对称分布特征，图中飓风外围存在一支10 m/s左右的环境风场引导气流，因此飓风中心东侧风速极值大于其他方位的不对称分布可能是由环境风场与飓风本身两方面造成的。由地面附近1000 hPa风场图(图4)可以看到地面的大风区主要集中在飓风的东侧，风速大值都在25~30 m/s左右，其他方位风速较小仅为15~20 m/s，这种分布有利于维持飓风向东移动 [14] 。750 hPa的风场(图5)四种方案下，风速大值主要集中在飓风中心的东侧和东北侧且最大风速都在40~45 m/s左右，由南向北的引导气流为飓风中心东侧带来了充沛的水汽(图10)，使飓风中心东侧发展更加强盛，而飓风登陆之后西侧的水汽供应被阻断，抑制了飓风中心西侧的发展，使飓风中心东西侧的差距逐渐增大，因而导致飓风移向东折。地面附近1000 hPa风场(图4)中，Ferrier方案下飓风中心东侧风速大值明显大于其他方案，达到30~35 m/s，750 hPa风场(图5)中，Ferrier方案飓风中心东侧和东北侧风速最大值也远超其他方案，达到50~55 m/s，飓风中心东西两侧风场不对称结构最明显，风速相差最大达到25 m/s左右，是四种方案中相差最大的，所以飓风移向也较其他方案偏东。
5.2. 飓风强度模拟差异原因的初步分析
由图9的地面温度可知Ferrier方案下飓风眼区(31˚N, 95.5˚W)内部分区域达到22℃~23.5℃的低温，飓风旋涡区西南侧温度高于其他方案，且很强的温度经向梯度。飓风中心的冷空气扩散到飓风外围造成暖湿空气(图10)抬升，同时使潜热释放加强，激发飓风的发展。且Ferrier方案下，大暴雨雨带面积最大，雨带外部非绝热加热最强(图8和图9)，使对流层低层流入加强(图4和图5)，对流层上部流出加强(图6和图7)，上升运动更强，飓风的发展的高度也更高。
Figure 9. Surface and sea level temperatures simulated by Lin microphysical parameterization scheme (a), Ferrier microphysical parameterization scheme (b), WSM5 microphysical parameterization scheme (c), and WSM6 microphysical parameterization scheme (d) at 18UTC on September 13, 2008
图9. 2008年09月13日18UTC，Lin微物理参数化方案(a)、Ferrier微物理参数化方案(b)、WSM5微物理参数化方案(c)、WSM6微物理参数化方案(d)模拟的地表及海平面温度
Figure 10. Water vapor mixing ratio simulated by Lin microphysical parameterization scheme (a), Ferrier microphysical parameterization scheme (b), WSM5 microphysical parameterization scheme (c), and WSM6 microphysical parameterization scheme (d) at 1000 hPa near the ground on September 13, 2008 at 18UTC
图10. 2008年09月13日18UTC，地面附近1000 hPa，Lin微物理参数化方案(a)、Ferrier微物理参数化方案(b)、WSM5微物理参数化方案(c)、WSM6微物理参数化方案(d)模拟的水汽混合比
6. 总结
利用WRF中尺度模式，以2008年北大西洋09号四级飓风“艾克”为个例，对比分析了不同的微物理参数化方案对飓风路径和强度模拟结果的异同，并初步分析了不同微物理参数化方案对飓风路径和强度的模拟出现差异的原因。
不同微物理参数化方案对飓风路径模拟影响较为显著，飓风的路径对微物理参数化方案的选择有较强的敏感性。其中，WSM6微物理方案的试验对飓风“艾克”路径的模拟效果较好。
四种微物理参数化方案下模拟飓风和实际飓风一样，在登陆后11 h后路径发生东折，除Ferrier方案模拟路径部分较实际观测路径偏西外，其余方案几乎都较实况偏东，四种方案模拟飓风移速都较实际观测偏慢。
不同微物理参数化方案对飓风强度模拟影响不显著。四个方案模拟的强度几乎在整个模拟时段都与实际观测强度相差较大，模拟结果不理想。Lin微物理参数化方案下，最后6 h的飓风中心海平面气压模拟结果与实际气压较为接近，是本次强度模拟试验中最好的方案。
四种微物理参数化方案下模拟飓风强度在飓风登陆前相差不大，在飓风登陆后1 h逐渐形成差异，说明当飓风在开阔的洋面上时，飓风强度对微物理参数化方案的选择最不敏感 [7] 。
7. 讨论
在现实情况下，热带气旋的移动路径及强度是由诸多复杂的因素所影响和决定的，而在此次对飓风路径和强度的模拟中，微物理方案只是众多影响结果的因素之一。与此同时，飓风等热带气旋存在个体差异性，换而言之，本文的所有结论也只是基于本次的飓风个例“艾克”的模拟研究而总结得出的，并非对所有的热带气旋都适用，结论在其他案例身上适用与否，还需要对更多的热带气旋进行更加广泛的模拟试验研究才能得出结论。