谱模式中截断方式对月长期天气预报影响的数值研究

以１９９２－０４－０１Ｔ１２（ＧＭＴ）北京国家气象中心的客观分析资料为初始场,通过对比分析ＣＣＭ１（Ｒ１５Ｌ７）模式的月数值预报结果,研究了谱模式在不同截断方式下,水平分辨率及网格结构分地月长期烽值预报的影响。结果表明：虽然以上两模式具有相同的垂直结构,以及相近的高斯网格格点数和计算量,但由于Ｒ１５Ｌ７较Ｔ２１Ｌ７有更为合理的水平分辨率分布,具有由高纬长方形（长轴为南北向）经中纬正方形到低纬长方形     

全球最优插值客观分析

主要叙述国家气象中心实时运行的全球资料同化系统中的客观分析方案，该方案采用最优插值统计方法，使用所有可以使用的各种类型有不同误差的观测资料和模式的６ｈ预报值，给出数值形式的全球分析值。在两年的业务运行中，为Ｔ４２中期数值预报谱模式提供了较好的初始场。     

T63中期数值天气预报谱模式

简要地介绍了国家气象中心中期数值天气预报模式，并且，给出了业务７天预报初步结果，其有效预报达５－６天。     

欧洲ECWMF模式与我国T213模式夏季预报能力的对比分析检验

T213 L31模式(简称T213)是中国国家气象中心在T106L19谱模式的基础上建成的第四代全球中期数值天气预报系统,它于2002年9月1日起投入业务使用。本文根据世界气象组织(WMO)基本系统委员会(CBS)1985年特别会议推荐的数值预报标准化检验方案,采用欧洲中期数值预报模式ECWMF和国家气象中心T213数值预报模式的500 hPa位势高度、850 hPa温度预报格点资料和客观分析实况格点资料,对东亚区域2002年和2003年夏季时段内两种模式的预报能力进行对比分析检验。所得结果表明,ECWMF预报的环流场中的低压槽在102°E以东的我国中东部(102°E以西的我国西部)比实况值偏弱(偏强),高压脊偏强(偏弱);而在我国的大多数地区,T213模式预报的低压槽偏强,高压脊偏弱。     

国家级数值预报产品分发系统

随着９２１０工程系统建设的完成，Ｔ１０６中期数值预报产品分发采用了地面通信系统和卫星通信系统两种传输路径。地面通信系统由于受传输能力限制，国家气象中心根据区域、省，地市级的不同接收能力，采取了３种不同的传输方式以满足各级气象台站的需求；     

数值预报产品对暴雨预报性能的评估方法研究

本项工作主要针对不同的数值预报模式（以下简称模式）输出的不同的数值预报产品（以下简称产品）对暴雨预报性能的评估技术方法进行了研究。由于模式的不断更新，所以研究重点是建立客观、定量的评估技术方法，而不是对模式本身进行评估．为此我们对模式给出的降水产品以及包含多种物理量场的其它产品，采用了统计学、天气学和动力学方法，建立了比较客观和定量的并能够表征模式产品对暴雨预报能力的信息评分，ＴＳ评分等评估方法。通过１９９５年成都区域气象中心，湖南省气象台对欧洲中心模式ＥＣＭＷＦ、国家气象中心的Ｔ６３以及成都区域气象中心η等模式的试用检验，结果表明研究给出的评估方法能够从不同角度客观、定量的说明不同模式产品对本地区暴雨的预报能力．     

近十年来国家气象中心业务客观分析技术介绍

文章介绍了1980年以来国家气象中心客观分析进展情况，及前后用于业务的3个客观分析方案，并进行了比较。文章认为，近十年来国家气象中心业务客观分析取得了令人满意的进展，为国家气象中心数值预报系统建立和业务化作出了应有的贡献。分析结果还提供给各地气象台站业务和科研使用。     

地形作用对月际长期数值预报效果的影响

利用改进的Ｔ４２Ｌ１０月长期数值预报谱模式，以１９９２年８月３１日国家气象中心日常客观分析资料为初始场，在模式中分别就考虑和不考虑地形两种情形对当所９月北半球环流形势进行了模拟预报，并对比分析研究了地形作用对月际长期数值预报效果的影响。改进的Ｔ４２Ｌ１０谱模式考虑了较完整的物理过程，同时具有以下特点：（１）非线性平衡方程初值化和σ面上模式初值精度的提高；（２）改进了模诊断云和模式水汽场方法；（３）     

国家模式产品对天气要素释用能力的评估

作者评估了国家气象中心的数值预报产品的性能，计算了Ｔ４２数值产品对副热带天气的释用能力；同时与Ｂ模式作了对比。     

T63资料同化中分析增量垂插值方案及其试验

文章介绍了国家气象中心Ｔ６３资料同化系统中分析增量ρ－η坐标变换的垂直插值方案以及与全量插值方案对比试验的结果，试验表明，增量方案可减小垂直插值误差，提高初值质量，从而对改进资料同化和中期数值天气预报起到一定作用。     

The ECMWF medium-range prediction models development of the numerical formulations and the impact of increased resolution

Summary An outline is given of the numerical formulations that have been utilized for medium-range prediction at the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts. The sigma-coordinate grid-point model adopted for the first phase of operational forecasting, and the hybrid-coordinate spectral model which replaced it, are described. Particular emphasis is placed on aspects of the time-stepping employed in the spectral model. It is shown how a semi-implicit treatment of the zonal advection of vorticity and specific humidity, and selective use of enhanced horizontal diffusion, enables time-steps to be used which are well over 50% longer than would otherwise be possible in a spectral model with a classical semi-implicit treatment of gravity-wave terms, with negligible computational cost and negligible impact on forecast accuracy, at T 106 resolution at least. Some discussion of the stability of the semi-implicit gravity-wave scheme is also included.The experimental evidence which led to the operational change from the grid-point to the spectral model is summarized, and the sensitivity of forecasts to the horizontal resolution of the spectral model is illustrated. Both the change in method and increases in resolution result in systematic improvements in the details of cyclone development, and they occasionally have major beneficial impact on the evolution of the forecast in the medium range. Conventional objective verification indicates a much smaller mean improvement of T 106 resolution over T 63 than of T 63 over T 42, although the advantage of T 106 is nevertheless clear-cut. This advantage is more than confirmed by synoptic assessment. Scope for further improvement is indicated by first results from global forecasts with a resolution of T 159. Indications of sensitivity to the magnitude of horizontal diffusion and the resolution of the model orography are also given.The spectral model was initially used operationally with a 16-level vertical resolution, and the uppermost level at which prognostic variables were held was 25 mb. The results which justified a subsequent change to 19 levels, with increased stratospheric resolution and a 10 mb top level, are presented. In this case the principal medium-range forecast improvement came about because better initial analyses could be produced when the 19-level model was used in data assimilation.With 24 Figures     

不同的大气云模式对月预报影响的数值试验

所用的 T42L10月长期数值预报谱模式采用了模式诊断云方案,在辐射计算中,用模式的预报水汽场和模式诊断云代替原民T42L9中的气候纬向平均水汽场和云,模式诊断云计算中还考虑了大地形作用对云的影响.本文利用国家气象中心1992年8月31日的客观分析资料为初始场,进行30天长期数值预报,对比研究了这两种不同的云模式对月际数值预报的影响.模式诊断云方案的预报明显优于气候云方案,采用模式诊断云预报的500hPa 高度场月平均的倾向相关系数有所提高,月平均预报误差减少.模式诊断云方案的预报误差低于对应的持续性误差.模式诊断云方法由于考虑了在预报时间内云分布的时间和空间变化,提高了模式中的辐射计算精度,从而改进模式中的云、辐射作用,克服由于气候云方法所出现的预报偏差,较显著地改善月际数值预报效果.     

国家气象中心T213L31数值预报运行监控方案及预报效果评估

T213L31系统是我国新一代中期数值预报业务系统，该文介绍了该系统的实时业务运行流程，着重阐述了实时运行监控方法的设计和实施。通过对整个运行流程的解析、运行相关信息和异常事件的说明以及功能的介绍，使读者可以对T213L31运行监控和维护方法有一个较完整的认识。文章还对T213L31系统准业务和业务运行期间的预报效果进行了较为全面的检验与评估，结果显示:T213系统较国家气象中心的原数值预报业务系统T106L19的预报效果有了明显改进，可用预报时效延长了约1天。但与世界领先的ECMWF的中期数值预报产品相比还存在一定差距，特别是中期时效的预报差距比较明显，还有待于进一步的改进和提高。     

国家气象中心T63四维资料同化试验

文章简单地介绍了国家气象中心T63四维资料同化系统试验方案及试验的初步结果。试验结果表明，该系统计算稳定，是一个较好的同化方案;T63L16中期数值天气预报谱模式利用它提供的初始条件制作了7天全球预报，预报结果优于T42L9业务系统。     

NMC强天气模式诊断变量和概率预报产品及初步应用检验

国家气象中心针对强天气预报的特点开发了强天气模式诊断变量和概率预报产品,包括T639全球模式强天气诊断变量产品、基于GRAPES_RUC的中尺度精细化强天气诊断变量产品、基于WRF中尺度模式的区域中尺度集合概率预报产品,于2009年从无到有建立了一套完整的强天气数值预报产品库,提供确定性预报产品和不确定信息的概率产品,为强天气预报业务的开展打下了良好的基础。应用上述产品对"6.3"河南飑线天气的模式预报能力的分析表明,高分辨率模式对强对流天气的预报能力有了较大的提高,但对于强天气预报,15km分辨率仍然不足够高,且产品显示的时空分辨率都应在现有基础上提高,才能更好地展示数值预报产品对强对流过程发生发展和演变过程。     

The effect of horizontal resolution on ocean surface heat fluxes in the ECMWF model

Annual mean ocean surface heat fluxes have been studied as a function of horizontal resolution in the ECMWF model (cycle 33) and compared with Oberhuber's COADS (1959–1979) based empirical estimates. The model has been run at resolutions of T21, T42, T63 and T106 for 15 months with prescribed monthly varying climatological SST and sea ice. The T42 simulation was extended to 2 years, which enabled us to determine that many differences between the resolution runs were significant and could not be explained by the fact that individual realizations of an ensemble of years can be expected to give different estimates of the annual mean climate state. In addition to systematic differences between the modeled and the observed fluxes, the simulated fields of surface shortwave and longwave radiation showed much more spatial variability than the observed estimates. In the case of the longwave radiation this may be attributable more to deficiencies in the observations than to errors in the model. The modeled latent and sensible heat fields were in better agreement with observations. The primary conclusion concerning the dependence of ocean surface fluxes on resolution is that the T21 simulation differed significantly from the higher resolution runs, especially in the tropics. Although the differences among the three higher resolution simulations were generally small over most of the world ocean, there were local areas with large differences. It appears, therefore, that in relation to ocean surface heat fluxes, a resolution greater than T42 may not be justified for climate model simulations, although the locally large differences found between the higher resolution runs suggest that convergence has not been achieved everywhere even at T106.     

时间滞后与奇异向量初值生成方法的比较试验

简单介绍了国家气象中心基于奇异向量初值生成方法的神威集合预报准业务系统, 它主要包括资料的前处理、客观分析、预报模式、初值扰动的生成、后处理、产品制作和系统监控七个部分, 共有 32 个成员。 提出了 12 个成员的时间滞后法集合预报系统的实施方案, 并与奇异向量法进行了对比试验。 结果表明, 不论是距平相关系数还是均方根误差, 奇异向量法在绝大多数区域和预报时效都比时间滞后法好。     

台风路径数值预报模式的并行化及路径预报误差分析

国家气象中心台风路径数值预报模式经过串行优化及程序并行, 成功地实现了在国产超级计算机神威上的并行运算, 并可满足业务时效要求。基于并行程序及神威机计算平台的台风路径数值预报业务系统于2002年6月30日投入实时运行, 其初估场与侧边界条件从T106L19模式产品升级为T213L31模式产品 (称为基于T213台风预报系统, 原串行系统称为基于T106台风预报系统)。通过对2002年夏秋季台风路径的检验, 总体来看, 基于T213台风预报系统48 h内的平均路径预报误差小于基于T106台风预报系统的路径预报误差。对西行及西北行登陆的台风, 基于T106台风预报系统的48 h预报好于基于T213台风预报系统的预报。对于转向台风而言, 转向后的预报, 基于T213台风预报系统的预报要好于基于T106台风预报系统的预报, 有效地减小了基于T106台风预报系统对转向台风路径预报的系统性误差:即台风转向后预报路径较实况路径偏西。     

用业务有限区模式预报台风路径的初步试验

利用国家气象中心新的有限区业务分析预报系统（ＬＡＦＳ）￣［１］，根据实例台风资料的一些参数和客观分析场，形成包含理想台风模型的模式初值，并将一个和业务有限区预报模式基本相同的、水平分辨率更高的预报模式和有限区预报模式单向嵌套，进行台风路径预报的初步试验。