第五代PSU/NCAR中尺度模式系统(MM5)介绍V:预报模式(MM5模块)

文章对MM 5预报模块的结构 ,原理及主要功能作了较为详尽的介绍。为了考察模式对暴雨过程的预报能力 ,以 1996年 8月河北特大暴雨为例进行数值试验。试验结果表明 :MM 5模式可以正确地模拟这次大暴雨的直接影响系统及其环流背景形势的演变和发展 ,其暴雨中心的强度和落区与实际比较接近。     

1996年8月3—5日晋冀特大暴雨中分析与北方台风低压暴雨预报着眼点

１９９６年８月３～５日晋冀特大暴雨中分析与北方台风低压暴雨预报着眼点苗爱梅吴晓荃薛碧清（山西省气象台０３０００６）摘要运用高空和地面常规资料、雨量自记资料以及卫星资料，分析１９９６年８月３～５日受８号台风低压影响而导致的晋冀地区一场罕见特大暴雨的中尺...     

急流对海河南系一次特大暴雨影响的数值试验

利用ＭＭ４中尺度模式,模拟了１９９６年８月发生在太行山南段的一次特大暴雨过程。采用对比试验的方法,先后研究了减弱低空急流和减弱高空急流后,降水及物理量的变化。数值试验结果表明,低空急流和高空急流对本次暴雨过程的形成与维持均有促进作用;相比之下,低空急流对暴雨的影响更为显著。     

MM5微机模拟系统的简介和初步应用个例

本文将ＰＳＵ／ＮＣＡＲ ＭＭ５中尺度数值模式移植到微机上,利用改进的空军中尺度数值预报业务系统的前后处理技术,在微机（或工作站）上建立起了ＭＭ５中尺度模式模拟系统,介绍了该系统的各模块技术方案同时对南北方两次性质不同的暴雨个例进行了成功的模拟,并对一次梅雨锋暴雨进行了数值试验。实践表明,ＭＭ５中尺度模式诉建立十分成功,对天气形势、降水特别是暴雨等重大灾害性天气的模拟能力较强,模拟效果与实际基本一致     

包含正定水汽输送算法改进的MM4中尺度模式与暴雨实例数值试验

暴雨预报是一个既重要又十分困难的问题。水汽条件是产生暴雨的关键，水汽的平流输送在模式的水汽方程中占有重要地位，模式对暴雨的预报能力必然涉及到水汽输送的计算精度问题；本文以著名的中尺度模式ＭＭ４为基础，理论测试和分析为依据，以引入新的正定高精度水汽输送算法作为消除模式水汽负值和改进中尺度模式预报能力的途径，研制了取名为改进的ＭＭ４中尺度模式，该模式除仍保留原ＭＭ４模式的所有功能外，增加了５种水汽输送算法的改进与选择，这５种算法是：１）Ｂ网格二阶守恒中心差（原ＭＭ４平流格式），２）上游差分，３）Ｂｏｔ（２阶），４）Ｂｏｔ（４阶），５）Ｐｒａｔｈｅｒ格式。多个暴雨、台风个例试验表明模式预报能力对水汽输送算法精度有显著的依赖性，采用高精度的水汽输送算法水汽保证正值并提高了模式对暴雨区、降水结构、雨团活动的预报能力。改进水汽输送算法的精度是提高中尺度模式对暴雨预报能力的重要途径。     

中尺度数值模式MM5V2评介

由于中尺度数值模式ＭＭ５Ｖ２本身的进步和目前能提供给中尺度数值模式的资料越来越多,使中尺度数值模式系统在灾害天气的预报方面成为一个重要的手段。从ＭＭ５Ｖ２的两大部分,模式初始化和预报模式出发,全面分析和总结中尺度数值模式的特点,并对中尺度数值模式未来发展做一些有益的探讨。     

国家气象中心降水数值预报信息效益评估

以列联表形式计算熵函数，由熵函数值对国家气象中心发布的１９９６年汛期６月２２日－８月７日５次暴雨过程降水数值预报进行评估，得到５种数值预报产品给江苏省各区域的雨量预报提供了０．１８２４ｂｉｔ－０．２９１４ｂｉｔ信息等结论。     

多普勒雷达资料在MM5模式中的应用

将多普勒天气雷达探测到的降水粒子的回波强度数据转化为相对湿度值,对同一时刻MM5模式初始场中的相对湿度值进行订正.多次模拟试验结果表明:通过修正模式初始场在雷达回波区域的水汽条件,使该区域初始场底层能量升高、对流不稳定性加强.从而对回波下游区域降水中心位置和降水量级的预报有所改进.本文以山东临沂2004年7月16日暴雨过程和2005年6月14日冰雹过程为例,阐述试验过程及试验结果.     

T63预报产品对暴雨增强预报业务系统的影响及效果分析

利用兰州区域气象中心暴雨增强数值预业务系统，对应Ｔ６３模式预报产品资料和不用Ｔ６３模式预报产品资料两种方案进行了对比试验，并逐日分析了１９９６年７月、８月西北区的降水及形势预报结果，对其中几次大的降水过程作了重点讨论。     

改进的MM4模式暴雨实例对比试验

本文利用改进了水汽输送方案的中尺度模式ＭＭ４对三次暴雨过程作了试验。这三次过程包括两次长江中下游特大暴雨和一次华并暴雨。把三次暴雨过程的降水实况和采用不同水汽输送方案所得到的模拟降水结果进行了对比，并主要分析了“８２．６”湖北特大暴雨过程。     

聚类分析在数值产品统计释用技术研究中的应用

选用中国数值模式输出产品山西夏季降水资料。省级实时资料库资料与山西夏季降水资料、采用聚类分析方法进行对比试验,研究山西夏季暴雨的形势场特征和预报问题,并自行设计制作了“聚类分析数值产品机选相似暴雨预报系统”,经１９９６年６－８月和１９９７年６－８月逐日预报检验,结果令人满意。     

包含正定水汽高精度算法的MM5模式的暴雨实例试验

本文首先对非静力中尺度模式ＭＭ５的水汽输送方案作了半理想试验。结果显示,ＭＭ５原有的水汽平 流输送算法在水汽梯度较大的地方产生水汽负值,影响模式的模拟结果和模式的稳定性,对此,本文把一个正定的水汽输送算法Ｐｒａｔｈｅｒ算法引入ＭＭ５,并用实例作了数值试验,检验了模式的模拟能力,结果表明,对ＭＭ５的改进是敏感的有效的,Ｐｒａｔｈｅｒ格式增强了模式暴雨落区,暴雨中心的模拟能力。     

MM4数值模式在贵州“95”初夏暴雨预报中的应用

本文以ＭＭ４中尺度数值模式为基础，在微机上建立了能满足实时业务需要的贵州区域暴雨预报系统。该系统对原始资料进行预处理，模式计算，计算结果处理分析，图形显示来获得暴雨预报产品。通过对历史资料和实时资料的计算及５０个个例的分析，表明本系统在暴雨预报中的应用是成功的。     

吉林省MM5（MRF）中期模式分季节分系统24—48小时降水能力检验

本文通过2006年1月1日到2008年12月31日共3年1095天0—48小时全省50站的降水预报性能进行检验,找出省内MM5（MRF）模式对吉林省24、48小时一般性降水、灾害性天气（暴雨、暴雪）和睛雨（雪）预报能力,以及MM5（MRF）模式对吉林省范围内的降水落区预报、降水量级预报等几个方面预报的效果,希望可以在今后的工作中给业务人员以参考应用。     

数值预报产品对“5·5"特大沙尘暴的释用能力分析

针对“５·５”特大沙尘暴致灾天气过程，综合检验分析我国Ｔ４２、有限区（ＬＡＦＳ）和欧洲中期数值预报中心（ＥＣＭＷＦ）数值预报模式的性能及其产品的预报能力。结果表明，各家数值预报模式对该过程的５００ｈＰａ形势预报是成功的，可为中、短期预报提供预报决策信息。Ｔ４２和ＬＡＦＳ对中、高层西风的预报质量较高，亦有预报参考意义，其它的物理参数的预报质量有待进一步改进优化。     

MM5水平嵌套方案对降水预报影响的敏感性试验

利用MM5对2003-2005年华东地区的3次暴雨过程数值模拟,通过采用3种水平网格嵌套方案做对降水预报影响的敏感性试验,研究模式水平率对降水强度和落区预报的影响。结果表明:随着水平网格精度提高,模式对中小尺度天气系统的模拟能力增强,地形对天气过程的影响反映更加全面,模拟的雨带分布也越接近实况,雨量中心强度也随之增大;三层嵌套网格在暴雨落区和暴雨量级的预报上均优于两层和一层水平网格嵌套方案,尤其是暴雨落区预报有很大优势。     

LASG η坐标有限区域数值预报模式对一次登陆台风特大暴雨的数值试验

本文用LASG η坐标有限区域数值预报模式，对1975年8月河南地区登陆台风特大暴雨进行了数值试验。这次暴雨有很强的局地性，主要表现在水文站的雨量极值远超过气象站的最大雨量值，为3～16倍。一般有限区域数值预报模式预报的雨量都比气象站的最大雨量值小。与水文站的雨量极值相差更远。LASG_η坐标有限区域数值预报模式考虑了我国复杂的地形作用，具有能量和质量守恒的动力框架，考虑了与降水有关的主要物理过程。用该模式对著名的“75·8”特大暴雨5～7日3天3次暴雨作了24小时数值试验，取得了较好的预报结果:其预报最大雨量为气象站的最大雨量值的1～5倍，达水文站的雨量极值的34%～49%，为模式网格面积平均的最大深度的54%～98%。预报最大雨量中心位置偏离气象站雨量中心的距离约为0.67～1.47个网格距，偏离雨量极值的水文站的距离为0.23～1.07个网格距。这3次特大暴雨的强度、位置和其变化趋势的预报都与实况相近。同时，模式对暴雨系统和大尺度形势的预报也都与实况基本一致。该模式之所以对这种局地性很强的突发性特大暴雨有较好的预报能力，是由于它有较强的地形处理能力。还有，由控制试验和4种地形敏感性试验的结果可见，山脉的相对高度和陡峭程度，以及山脉与暴雨系统的相对位置等对暴雨的强度是非常敏感的，对地形稍有改变，其暴雨强度将减少3/4以上。这次数值试验为今后提高登陆台风特大暴雨预报水平，以及用数值模式探讨登陆台风造成的特大暴雨的物理机制，提供了良好的条件。     

中尺度数值预报模式MM2和MM4试验结果的对比分析

从1991年汛期开始，我们先后引进了中尺度数值模式MM2和MM4，并连续三年进行了定量降水预报试验。经对两模式试验结果的检验和对比分析表明，对大雨和暴雨这类灾害性天气，MM4的预报效果明显优于MM2。     

镇宁县1996年5～7月暴雨初步分析

通过１９９６年５～７月几次暴雨过程分析，得出造成我县５～７月暴雨的环流形势，影响系统，暴雨天气的前期水汽条件，湿有效位能及本站要素反映等，以期对５～７月暴雨预报有一定启示。     

地方模式对96.7暴雨预报水平的检验

该文分析了１９９６年７月２５—２８日暴雨特点和兰州中心气象台数值预报模式的预报能力。结果表明，该模式对区域性暴雨落区预报基本正确，降水中心吻合，但量级相差较大