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。     

全球天气试验十年之后的回顾

在FGGE期间(1979年),全球大气探测达到前所未有的程度,对这些探测资料的分析,为我们提供了大气运动最完整的图象,FGGE还大大推动了数值模拟和数值预报的发展,十年之后回顾一下我们对大气环流的认识和评述一下大尺度数值天气预报的现状,这是一个很好的机会。     

武汉气象中心数值天气预报释用系统的研制

随着计算机技术的飞速发展和人们对大气运动过程的深入了解,特别是随着近年来中尺度数值天气预报的业务化,高分辨率的包含复杂物理过程的中尺度业务预报模式已成为1990年以来数值天气预报发展的方向.预报员在实际业务工作中可参考的指导产品不仅有大尺度的天气形势信息,还包括各种中尺度及地面气象要素在内的大气运动的物理参数,从而以数值天气预报产品为基础的数值天气预报释用水平也得以提高.这不仅使得预报员能更方便地利用数值天气预报产品制作当地的各种天气及要素预报,而且使得气象服务更加准确及时.该文对武汉气象中心数值天气预报释用系统(以下简称系统)的开发环境、特点、技术方法和应用情况作了介绍.     

新世纪初我国数值天气预报的科技创新研究

概要介绍最近5年在国家科技攻关项目“中国气象数值预报系统科技创新研究”框架内所取得的主要成果，重点是卫星等遥感资料在变分同化中的应用，高分辨非静力数值预报模式的发展，全球资料同化与中期数值天气预报系统的发展，数值天气预报系统的模块化与并行计算，数值天气预报新技术的研究等，并扼要介绍我国新一代数值天气预报系统的业务应用试验。最后，对我国数值天气预报的进一步发展做了讨论。     

第四次全国数值天气预报会议在厦门召开

今年七月十六日至二十日在厦门召开了全国第四次数值天气预报会议,有一百四十多位专家、学者、数值预报工作者和研究生参加。 会议收到108篇论文、会上交流89篇。这些论文涉及到五个方面:1.模式设计和预报试验改进;2.数值试验的扩展,从全球大气环流试验到中尺度环流、梅雨、锋面、飑线、风暴潮等多品种试验;3.计算方法的改进;4.资料同化和MOS预报的提高;5.有关动力学和大气环流的研究试验。这些研究成     

美国天气预报技术的发展

介绍了美国天气预报技术的发展现状。指出在大气探测技术、数值预报及可视化技术发展的推动下美国传统的天气预报向定量与定时方向发展。定量降水预报的实现是天气预报由定性走向定量的重要标志。在充分利用数值模式产品的基础上综合应用卫星与雷达资料建立客观预报工具在暴雨和强对流天气预报中取得较好效果;中尺度分析业务系统的不断改进使降水预报的技巧有明显提高。作者还介绍了美国数值预报产品释用及预报业务系统的概况。最后     

欧洲业务集合预报系统进展

由于大气初值与数值模式中物理过程存在不确定性等客观事实,集合预报无疑代表着数值天气预报未来前进与发展的方向,它标志着天气预报的预报范式转变,即用户不仅可以得到未来大气状态的单一现实,还可得到未来大气可能出现的一系列场景。文中扼要地梳理了欧洲全球业务集合预报与有限区域模式高分辨业务集合预报的研究动态与技术发展、基本问题及其未来最新发展方向,包括:1)欧洲中期天气预报中心的业务集合预报系统发展沿革及概况;2)欧洲国家主要业务高分辨率集合预报系统概况;3)当前业务集合预报存在的问题、挑战及未来前进的方向。文中除了关注欧洲中期天气预报中心的集合预报应用,还梳理了目前欧洲高分辨业务集合预报取得的成就,以引起有关研究人员的注意。总之,借鉴欧洲业务集合预报的发展思路,不仅有助于集合预报理论创新,还对发展集合预报业务有重要指导意义。     

中国数值天气预报的自主创新发展

数值天气预报是天气预报业务和防灾、减灾的核心科技。中国数值天气预报研究和业务应用一直受到高度重视,在理论、方法和数值模式研究方面取得了有广泛国际影响的研究成果。在回顾新中国数值天气预报自主创新研究成果的基础上,重点对GRAPES（Global Regional Assimilation and PrEdiction System）半隐式半拉格朗日格点模式与物理过程的研发和业务应用的状况以及所取得的重要科学进展进行了综述。近年来,通过自主研发建立了中国数值天气预报业务体系—GRAPES体系。首次以自主技术实现了从区域3—10 km到全球25—50 km分辨率的确定性预报和集合预报系统,并在模式动力框架、四维变分同化和卫星资料同化技术等方面有所突破,建立了大气化学数值天气预报、台风数值预报和海浪预报等系统。自主研发的数值天气预报体系的建立是长期坚持既定科学技术方向以及研究和业务紧密结合、经验不断积累的结果,是中国自主发展数值天气预报技术的重要起点。      

近年长期数值天气预报滤波模式的进展

近年由于短期数值天气预报、大气环流研究以及数值模拟等方面的成功,激发了人们用动力学方法做长期天气预报的兴趣。美国Spar等和Caverly等用大气环流模式分别进行了一个月的积分试验,其中一些例子获得了成功。苏联Marchuk等也提出了一个长期数值天气预报的方法,并认为在简化条件下可用来做月到季的平均温度距平预报,但现在还未看到预报结果发表。因此,总的来看长期数值天气预报还处于试验阶段。     

基于复卡尔曼滤波技术的华东区域风的多模式集成预报研究

基于欧洲中期天气预报中心的业务预报系统(EC)、美国国家环境预报中心的全球预报系统(GFS)、我国的中尺度数值业务预报系统(CMA-MESO)和全球预报系统(CMA-GFS)这4个预报系统的华东及周边地区(20°～40°N、110°～130°E)2020年1—4月逐日地面和高空风的0～72 h预报资料,利用复卡尔曼滤波...     

沙尘暴天气数值预报系统及其预报效果检验

沙尘暴天气数值预报系统包括区域大气模式、陆面过程模式、风沙模式(包括风蚀、输送和沉降模式)和地理信息系统。用该系统对2002年3月20日和4月7日2次沙尘天气进行了预报试验,利用地面观测资料和卫星观测资料对模式输出的主要沙尘天气预报产品进行了对比分析。分析结果认为,沙尘暴天气数值预报系统对沙通量、尘通量和垂直积分质量有很好的预报能力,但仍需改进陆面参数和沙尘气溶胶的初始值。     

云海-2掩星探测资料在全球数值天气预报模式中的同化效果评估

本文基于T799L91全球数值天气预报模式及其四维变分同化系统,构建了云海-2掩星探测资料的同化流程,并以2019年7月开展了为期一个月的云海-2掩星探测资料同化预报试验。对东亚区域、北半球和南半球的同化预报结果评估表明:在全球数值天气预报模式中,同化云海-2掩星探测资料能够有效提高预报场的准确性,提高的幅度随着预报时效和预报日数的增加逐渐增大;在更长时效的72 h、120 h、168 h预报中,云海-2掩星探测资料与GPS（Global Positioning System）掩星探测资料的同化效果在中前期相当,在中后期,同化云海-2掩星探测资料逐渐优于GPS掩星探测资料;随着预报日数的增加,联合同化云海-2掩星探测资料和GPS掩星探测资料的优势逐步显现。     

MPAS动力框架和伴随模式简介以及未来扩展和应用

跨尺度大气预报模式(MPAS-A)的动力学框架是非结构化的球面质心Voronoi网格,它代表了过去几十年来数值天气预报最重要进展之一。MPAS-A具有开放性、计算机程序和文件规范性、科学性及先进性等特点,因此可选其作为未来全球四维变分资料同化系统模式,目前已经发展了MPAS-A的切线线性模式和伴随模式。选择MPAS-A为全球四维变分资料同化系统模式,不仅可以避免MPAS-A预报模式网格与资料同化网格之间的来回插值所产生的误差,减少每次极小化迭代时MPAS-A模式变量与资料同化分析变量之间的转换所需计算时间,同时也为非结构化球面质心网格的跨尺度全球资料同化研究提供新机遇。     

卫星探测的大气资料对改进天气预报是渺茫的或是起关键作用?

人们取得卫星探测的大气温度和水汽资料已有20多年了.这些资料遍及全球,因此曾希望从卫星得到的探测资料使全球数值天气预报(NWP)有重大改进.1979年全球天气试验(GWE)期间用所提供的卫星探测资料进行的试验确实表明,它们对延伸预报有正的影响,在南半球尤其如此.令人惋惜的是自GWE以来,卫星探测资料的价值已明显下降了.我认为这在很大程度上是由于模式的改进,亦即与现在的NWP模式的垂直分辨率相比较,卫星资料的垂直分辨率差,而模式在这方面占优势.因为存在小尺度特征(可以由模式分辨的垂直尺度表示)的混淆现象,卫星资料甚至使分析/预报的业务质量有所下降.本文先从历史观点论述卫星探测资料在天气预报应用中价值降低的困境,亦即说明这些资料没有达到预期作用的原因.然后探求为扭转这种局面需要在卫星工艺学和应用技术方面的改进.     

数值天气预报的进展和展望

该文系统地回顾了近10—15年来中期数值天气预报在数值模拟,资料同化,业务预报技巧,模式系统误差方面的研究进展。着重介绍了欧洲中期天气预报中心(ECMWF)业务预报模式和资料同化系统的主要变化。最后,对数值天气预报的未来前景作一展望。     

天气预报中不确定性问题的调查分析

围绕天气预报中的不确定性问题,对中国18个省(市、区)229名代表了国家、省和地市3级以及不同岗龄的预报员进行了问卷调查。具体调查内容包括了以下3个方面:(1)应用数值预报的情况;(2)对天气预报准确率的看法;(3)对天气预报(数值预报)中不确定性、集合预报产品以及预报发布形式等问题的看法。结果表明,数值预报产品目前已经成为预报员们制作日常天气预报的主要工具。因此,数值预报所固有的可预报性(不确定性)问题已是预报员不得不面对的一个科学问题。最后,介绍了一项新近关于美国预报员在日常天气预报中应用集合预报信息所遇到的一些挑战,这包括"资料不全面、分析工具不足、培训教育不够、缺乏检验、工作负荷重、模式分辨率低以及预报规范格式的限制"7方面。这些可供气象学科带头人和业务管理决策者思考和计划。     

说明预报技术和可预报性的一种图表

1.引言在过去25年中,数值天气预报模式以及观测资料和分析系统的改进已使天气尺度环流的业务预报取得了稳定的改进(Shuman,1978)。但是,众所周知,在运动的尺度不能分辨(或不能观测)情况下,由于初始误差的增长,最终将影响所有尺度的运动,使大气运动的可预报性有一个固有界限。即使“完美(Perfect)”的数值模式也是这样(完美模式是指一种不增加预报误差的模式)。     

集合预报的现状和前景

综合论述了近年来已在国际上引起高度重视的新一代动力随机预报方法 ——— 集合预报。 随着计算机技术的迅猛发展和由于大气初值和数值模式中物理过程存在着不确定性的事实, 这一方法无疑代表了数值天气预报未来演变发展的方向。 未来的天气预报产品预计将从“决定论”的预报转变为“随机论”的预报来正确地表达气象科学中这一所谓“可预报性问题”, 以便更好地为用户服务。 文中扼要地叙述了集合预报的概念、基本问题及其最新的研究动态和发展, 包括(1)如何建立和评估一个集合预报系统;(2)如何正确地表征大气初值和模式物理过程的不确定性与随机性;(3)如何从集合预报中提炼有用的预报信息和合理地解释、检验集合预报的产品, 特别是概率预报。 除了直接在天气预报上的应用, 还提到集合预报在气象观测和资料同化方面应用的动态, 以引起有关研究人员的注意。     

欧洲中期天气预报中心的业务系统

1.引言1979年8月1日欧洲中期天气预报中心(EC-MWF)向成员国用户发布它的第一个业务预报。为能做到这一点,必须研制适用于中期天气预报的数值模式,为每天做预报要收集和处理资料,并且制定把分析和预报结果分发给成员国的计划。现已把预报程序、业务工作中收集和处理输入资料程序以及从数值模式输出资料程序合并为一个完整的自动运行程序。这套程序就是欧洲中期天气预报中心的气象业务系统,内部用字头语“EMOS”称呼。2.业务系统的基本结构从原则上讲,所有气象中心业务预报系统制作数值预报的总体结构基本上是一样的。然而,详细     

全球大气研究计划第一次全球试验简介

一、第一次全球试验计划产生的背景—— 世界天气监视网和全球大气研究计划 进入20世纪60年代,由于高速电子计算机的发展,数值预报方法在日常天气预报业务中有了较广泛的应用。为了进一步提高数值预报能力,延长预报时效,一个首要的条件是必需获得全球范围的观测资料;另一方面由于气象卫星等先进的观测手段的出现,进行全球联合观测的可能性也已具备。在这种形势下,在气象领域中两个空前规模的国际合作计划就应运而生了。其一是世界气象组织于1962年组织的世界天气监视网计划,英文缩写为WWW;另一称为全球大气研究计划,英文缩写为GARP。它是1965年在世界气象组织和国际科协理事会共同筹划下产生