中国气象应用网格

“中国气象应用网格”是国家863重大专项支持的一个应用网格项目，主要针对中国气象局计算资源及科研人员分散在全国各地，气象预报面向政府、社会和公众服务的特点，建立了连接中国气象局行业内部和国防科技大学等单位在内的跨地域网格平台；在该网格平台上建立全面支持我国新一代中尺度数值天气预报系统的协同攻关环境和基于GRAPES的中尺度有限区数值天气预报业务系统，实现了应用层面的互联互通、资源共享和协同工作，提高气象部门的资源利用率、业务预报和自动化水平。“中国气象应用网格”包括网格中尺度数值预报模式GRAPES、网格门户、网格计算、资源和服务共享平台、基于Ganglia的网格资源监控、数值天气预报控制界面、气象预报产品发布和可视化、源代码管理系统、网格用户注册与管理等系统。     

沙尘暴数值预报技术取得新进展

（1）中国气象科学研究院自主开发的沙尘暴预报系统CUACE／Dusl与天气预报模式GRAPES实现了在线双向耦合运行。目前中国气象局业务运行的沙尘暴数值预报系统CUACE／Dust中的气象模式是MM5,大气成分中心利用我院自主开发的中尺度气象模式GRAPEs—Meso替换了MM5,建立了GRAPES_CUACE／Dust沙尘暴数值预报系统。同时把模式分辨率提高到0．5～0．5°,     

新一代数值预报系统GRAPES研究进展

中国气象科学研究院 (灾害天气国家重点实验室) 自2000年起, 先后在科技部“973”重大基础项目“我国重大天气灾害形成机理和预测理论研究”和“十五”重点攻关项目“中国气象数值预报系统技术创新研究”支持下, 主持承担了中国气象局新一代全球/区域多尺度通用同化与数值预报系统GRAPES (Global/Regional Assimilation and PrEdiction System) 的研究开发, 围绕着资料同化、模式动力框架、物理过程、大型软件工程等核心技术开展了自主创新研究, 取得了非静力中尺度模式、三维变分资料同化、标准化、模块化、并行化模式程序软件等方面的突出成果, 部分成果已在业务上得到了应用, 显示了良好的技术性能和业务发展潜力。GRAPES系统是完全依靠中国科学家的力量自主研究发展的、先进的新一代数值预报系统。该文简要介绍GRAPES的研究内容、主要研究进展和初步应用, 以及未来发展的初步计划。     

区域大气成分数值预报系统（CAPPS-3）在全国推广应用

2005年中国气象局新技术推广项目“区域大气成分数值预报系统”开发了CAPPS第3版，将原来的单箱模式升级为与中尺度数值模式一致的网格化模式，可预报区域范围内的污染浓度分布；为区域气象中心和省级气象业务部门开展区域空气质量预报提供技术方法和业务平台。2006年5月CAPPS-3在中国气象局大气成分中心开始进行全国范围的空气质量业务预报试验，并建立了产品发布平台，每天发布SO2和PMIO的浓度预报图和预报结论，     

GRAPES全球系统的研发进展

2007年7月始,中国气象科学研究院数值预报研究中心在“十五”攻关成果的基础上研发了运行稳定、结果合理的GRAPES全球预报系统1．0版本（简称GRAPES_GFS1．0）。2009年3月,该系统通过了中国气象局预测减灾司组织的准业务化运行专家评审,已批准投入准业务运行。这是我国完全自主开发的全球预报系统,标志着我周全球数值预报迈向了自主创新、可持续发展的道路。     

新一代气象数值预报模式系统研究开发取得丰硕成果

新一代气象数值预报模式系统(GRAPES)的研究开发取得丰硕成果，几项核心的研究均已取得突破：     

中国气象应用网格

"中国气象应用网格"是国家863重大专项支持的一个应用网格项目,主要针对中国气象局计算资源及科研人员分散在全国各地,气象预报面向政府、社会和公众服务的特点,建立了连接中国气象局行业内部和国防科技大学等单位在内的跨地域网格平台;在该网格平台上建立全面支持我国新一代中尺度数值天气预报系统的协同攻关环境和基于GRAPES的中尺度有限区数值天气预报业务系统,实现了应用层面的互联互通、资源共享和协同工作,提高气象部门的资源利用率、业务预报和自动化水平."中国气象应用网格"包括网格中尺度数值预报模式GRAPES、网格门户、网格计算、资源和服务共享平台、基于Ganglia的网格资源监控、数值天气预报控制界面、气象预报产品发布和可视化、源代码管理系统、网格用户注册与管理等系统.     

GRAPES业务化应用

GRAPES_meso系统已在国家气象中心、上海台风研究所、广州热带海洋气象研究所进行了初步的业务化应用试验,经历了夏季台风暴雨预报应用试验,显示了TGRAPES_meso系统的一定模拟能力和应用前景,同时也发现了系统中有待改进的问题,为进一步完善提高系统的性能提供了很好的参考和具体思路。与此同时,全国已有近50家单位与数值预报研究中心签订了 GRAPES应用试验合同,这些单位涉及气象、民航、大专院校、科研院所及军队单位等。     

中国气象数值预报技术创新研究

科技部2001年11月正式下发文件（国科发计字[2001]481号）,将此项目列入“十五”国家重点科技攻关计划,并委托中国气象局组织实施。项目启动新闻发布会12月29日在中国气象局隆重举行。 主要目标:于可预见的时期内（21世纪初叶）,在具有高性能巨型计算机能力和可获得高时空分辨率气象观测资料条件下,充分吸收国内外的研究新成果,自主开发建立起中国新一代气象数值预报体系。     

中国气象局代表团访问日本气象厅总结

以中国气象局宇如聪副局长为团长,部分省气象局领导、中国气象局内设机构和直属单位同志组成的中国气象局代表团,于2009年10月18～24日访问了日本气象厅及有关单位。出访期间,代表团按照出访预案,围绕数值预报模式及改进思路、气象灾害预报预警及发布方式、城市交通气象服务、海洋气象服务、气候信息服务与气候系统模式、大气本底观测网络、信息网络及未来发展等内容与日方技术人员进行了交流。10月24日,代表团回国后进行了工作总结。此次出访圆满完成了各项任务,达到了预期目的。     

国家气象数值预报创新基地--气象数值预报研究中心即将成立

气象数值预报是气象业务与服务的重要基础,改革开放以来,我国的气象数值预报有了很大发展,但其科技水平与业务效果与发达国家还存在很大差距,从而制约了我国气象预报水平与服务效益的提高。为了实现我国气象数值预报的跨越发展,中国气象局决定集中优秀的科技人才,在中国气象局各业务单位的设备资源共同支持下,在中国气象科学研究院组建国家气象数值预报创新基地,即气象数值预报研究中心,并于２０００年１０月批准了组建方案。它是国家科技创新体系的重要组成部分,是中国气象局新一代气象数值预报系统研究开发基地与人才培养基地。…     

GRAPES模式运行和质量初检

GRAPES(Global and Regional Assimilation and Prediction System)是中国气象科学研究院数值预报研究中心自主开发的新一代静力/非静力多尺度通用数值预报模式。黑龙江省气象部门现已完成对该模式的移植,实现每天两次自动定时运行,以中国国家气象中心全球数值模式预报结果T213为初始场和外嵌套环境场,进行48h的预报,供预报业务和服务使用。对预报结果的初步检验表明GRAPES模式软件框架的设计和实现适合多种计算条件移植和运行;预报结果对业务和服务有重要的指导意义。     

2013年华中区域中尺度业务数值预报的客观检验

应用国家气象中心模式检验方法,对华中区域中尺度业务数值预报模式WRF和中国气象局下发的GRAPES模式2013年1-12月的预报产品（包括降水、2 m温度场、850 hPa温度场、850 hPa风场和500 hPa位势高度场预报）进行统计检验。检验结果表明：所有要素24 h预报均优于48 h;对于晴雨预报,GRAPES模式TS评分高于WRF,但随着降水量级增大,WRF的TS评分基本都高于GRAPES,同时WRF降水预报范围明显偏大;分析2 m温度场的均方根误差及预报准确率发现,WRF的2 m温度场预报优于GRAPES,且暖季预报优于冷季;形势场要素分析表明,WRF对850 hPa温度场和风场预报具有相当大的优势,全年误差变化较稳定,而对500 hPa位势高度场的预报误差存在一定的季节性特征,即夏半年WRF高度场预报优于冬半年,GRAPES模式则相反。总体上,华中区域中尺度业务数值模式产品对天气预报具有一定的参考价值。     

省台研制出重大灾害性天气周年实时预报系统

本刊讯辽宁省气象白科技人员经过3年的攻关,研制成“辽宁省重大灾害性天气周年实时预报系统”。该项成果年前通过了有关专家的技术鉴定。专家们认为：该系统技术设计方案先进,研究内容丰富,转化业务迅速．实用性强．预报质量高．在数值预报产品释用、预报方法软件技术以及灾害性天气要素预报技术等方面有所创新,在成果的总体上进到国内领先水平。     

江西省城市环境气象指数预报及其业务系统

根据江西省的气候特点与经济发展水平,结合中国气象局环境气象业务服务系统"十五"建设工作指导方案,对全省环境气象指数预报的工作流程、指数分级、预报用语和运行方式进行了规范与调整,设计了省、市、县3级配套的环境气象指数预报服务系统.     

国家气象中心台风数值预报系统的发展

回顾了自"八五"科技攻关以来国家气象中心台风数值预报业务系统的发展历程,包括我国第一代区域模式台风数值预报系统、全球谱模式台风数值预报系统以及中国气象局自主发展的GRAPES全球模式及区域台风数值预报系统。比较不同时期台风数值预报系统的关键技术特征和预报性能,重点介绍GRAPES区域台风模式的主要技术成果,并对国家级台风数值预报系统未来5年的发展进行展望。     

GRAPES全球/区域集合预报系统10年发展回顾及展望

较系统地概述了中国气象局全球/区域集合预报系统及描述模式初值和模式自身不确定性的集合预报扰动技术发展历程,回顾了GRAPES(Global/Regional Assimilation Pr Ediction System)全球集合预报的奇异向量初值扰动方法、GRAPES区域集合预报的集合变换卡尔曼滤波初值扰动方法和多尺度混合初值扰动方法、GRAPES全球/区域集合预报模式不确定性的随机物理过程倾向项扰动方法和动能后向散射随机补偿方法等研究成果,介绍了GRAPES全球/区域集合预报业务系统构建参数设置和预报性能,最后分析了GRAPES全球/区域集合预报中存在的问题,展望了未来发展方向。     

基于SMS的GRAPES数值预报作业自动化系统

在深入剖析SMS （Supervisor Monitor Scheduler）技术架构的基础上,分析了GRAPES （Global and Regional Assimilation and Prediction Systesm）数值预报的特点,并对GRAPES传统运行技术和基于SMS技术的运行流程做了对比。运用SMS技术构建了客户端/服务器结构的GRAPES数值预报作业自动化系统,对GRAPES数值预报模式运行的流程做了详尽的划分,将功能类似GRAPES模式的模块组合在一起,在实施过程中将复杂的单一模块拆分成多个任务,把单个任务的功能简单化,以图形化界面直观的显示模式运行流程,实现了GRAPES预报模式作业流程的自动化,极大的提高GRAPES模式业务运行能力,保证模式运行的可靠性和时效性。     

创新的科学管理模式在国家“十五”重点攻关项目《中国气象数值预报技术创新研究》中的成功应用经验

国家“十五”科技攻关重点计划项目《中国气象数值预报技术创新研究》自2001年科技部批准立项以来，经过四年的项目实施，在自主创新研究方面取得了突破性进展的同时，在管理模式的创新上也得到了诸多的经验和体会。特别是为了自主研发出中国新一代数值预报系统，采取了集中全国数值预报领域骨干，专门成立研究实体，统一管理，集中精力进行攻关等一系列创新做法，是十分有效的。     

国家气象中心台风、暴雨预报服务系统的设计和研究

国家气象中心台风、暴雨预报服务系统是以国家气象中心的现代化气象业务环境为依托，系统地集成了国家气象中心和气象业务与科研单位近年来研究开始的台风、暴雨预报成果建立的实时预报服务系统。该系统目前已初具规模，1995年投入业务应用（部分投入业务试用）。文中简要介绍了该系统的设计目标、结构、功能，以及在业务中应用和试用概况。