与辐射对流过程有关的热带环流:用全球谱模式所作的数值试验

一、引 言 在热带地区,太阳辐射和云辐射的互相作用过程对于数值天气预报来说是头等重要的。1983年 6月 WCRP的报告指出,目前的数值试验确认:时间平均热带环流的模拟(热带环流的时间平稳模拟)对对流和对流与辐射的相互作用是十分敏感的。这些物理过程的主要作用是通过加强的水分循环使对流加热加强,而水分循环的加强是由热带地区的水汽供应的增加和降水率的增加所造成的。 这篇文章描述了欧洲中期天气预报中心全球谱模式两个旬积分的结果。其目的是为了确定在热带地区的对流加热和降水率对辐射的作用。每一个模式的积分是从1979年 6月 11日格林威治时间12点的初始状态开始的,并且适用于若干天以后发生的印度夏季风迅速加强的时期。     

我国极地数值天气预报系统的初步建立与应用

国家海洋环境预报中心的极地数值天气预报系统基于Polar WRF极地中尺度数值大气模式和3DVAR资料同化方法,预报区域的最高水平分辨率设置为3.3 km。检验表明:该数值预报系统较好地反映了极地地区的短期天气形势及要素的演变特点,能够基本满足我国极地考察和航运气象保障需求。五年多以来,该数值天气预报系统除了提供极地地区常规数值天气预报产品外,还陆续在"雪龙"破冰船冰区脱困、我国商船北极航道开拓、固定翼飞机南极内陆飞行等气象保障工作中发挥了重要作用。未来,极地数值天气预报系统将在数据源、模式方案、产品开发、服务体系等方面继续完善,以期为我国极地考察事业和极地航运事业提供更加可靠的气象保障。     

数值预报产品在台风路径预报中的应用

利用欧洲中期天气预报中心和国家海洋环境预报中心的数值预报产品，形成包括理想台风模型的模式初值，用正压原始方程做台风路径预报，经过１９９４年的６个台风的实时预报试验，效果较好。     

有限区域海面风场数值模式的建立

目前,国内外大尺度天气预报数值模式已经取得很大成就,如在预报地面气旋系统的移动和发展等方面。然而,这些模式的铅直分辨率一般不高,通常不包括边界层的动力过程,因而,在预报海面风场上,数值天气预报模式还没有令人满意的效果。目前所用的边界层预报模式尽管具有较高的水平分辨率和垂直分辨率,但要求大量的计算和资料,很难用于日常业务预报;另一种边界层诊断模式,用到的风场数据是气象工作者从天气形势(大尺度)分析中,通过差值等方法获得的,缺乏针对性,而且精度较低(WMO,1988;WMO,1990)。 作者认为,适于海洋要素预报的风场模式应是定位于有限区域,或称中尺度模式,并根据台站的具体资料来源和工作状况力争建立一套适于海洋要素预报的中尺度风场数值模式。鉴于以上,作者建立了一个适于海洋要素预报的有限区域海面风场数值模式。模式采用符合动力及热力学条件的简化方程组对大尺度风场进行加密,通过数值模拟得到适于海洋要素预报的有限区域海面风场。并将该模式运用于渤海这一有限区域,获得了良好的效果,说明该模式对海洋要素预报具有很好的应用前景。     

结合天气分型制作七月份中雨及其以上雨量的MOS预报方法

一、引言天气预报同其它一切科学一样,都在向着客观化、定量化的方向发展。目前,已有足够的依据证明,世界上的数值预报的天气形势预报水平,已明显高于天气学方法的预报水平和预报员的经验预报水平。可以说,数值预报为天气预报向着客观化、定量化的方向发展,奠定了牢固的数学物理基础。虽然,数值预报在预报天气形势(包括一些物理量场的预报)方面,已具有较高的水平;但是,用数值预报尚难于较准确地直接作出局地的具体天气预报。     

利用天气分型制作青岛地区七月份大—暴雨的MOS预报方法

一、前言当前已有充分的证据表明,世界上数值预报的天气形势预报水平,已明显高于天气图的主观外推预报水平和预报员的经验预报水平。可以说,数值预报为天气预报向着客观化、定量化的方向发展奠定了牢固的数学物理基础。虽然,数值预报在预报天气形势(包括一些物理量场的预报)方面,已具有较高的水平,但是,用数值预报尚难于较准确地直接作出局地的具体天气预报。     

2002～2003渤海海冰数值预报

海冰数值预报是海冰业务预报的主要方法之一。国家海洋环境预报中心建立了业务化的渤海海冰数值预报系统，并进行了多年的业务化运行。随着我国卫星遥感事业和数值天气预报技术的发展，海冰预报系统也在不断发展中。本文介绍了2002～2003冬季应用HY—1卫星海冰遥感和T213数值天气预报模式产品对该海冰数值预报系统的改进，对2002～2003冬季海冰数值预报的结果进行了分析和比较。     

COSMIC掩星资料同化对台风“天兔”预报影响的试验

台风数值预报的关键之一在于给定准确的模式初始场。本文使用气象、电离层和气候星座观测系统(COSMIC)的卫星资料,通过资料同化技术改善数值天气预报模式的初始场,进而评估数据同化技术对台风(或热带气旋)预报的改善效果。使用我国自主研发的数值天气预报模式,对1319号台风“天兔”进行模拟试验,对温度场、湿度场、涡度散度场及假相当位温场进行诊断分析。试验结果表明,与同化常规探空资料相比,COSMIC资料的同化可减小模式预报台风路径误差,台风附近降水落区更为集中。研究评估了掩星资料同化对模式的改进作用,并能为台风预报技术和防灾减灾提供参考。     

山东省2015年夏季(6—8月)数值预报产品检验

根据短期天气预报质量检验办法,对2015年6—8月T639、EC细网格、WRF确定性预报(En WRF)12km和4km分辨率及不同集合百分位、上海区域模式(BCSH)以及T639-MOS在山东省陆地120站和沿海12个精细海区的降水、日最大风速以及日最高最低气温预报进行检验,分析了不同数值模式产品的预报能力。     

山东省2015年秋季(9—11月)数值预报产品检验

根据中短期天气预报质量检验办法,对2015年9—11月T639、EC细网格、WRF确定性预报(En WRF)12km和4km分辨率及不同集合百分位、上海区域模式(BCSH)以及T639-MOS在山东省陆地120站和沿海12个精细海区的降水、日最大风以及日最高最低气温预报进行检验,分析了不同数值模式产品的预报能力。     

山东省2015年春季(2015年3—5月)数值预报产品检验

根据短期天气预报质量检验办法,对2015年3月—2015年5月T639,EC细网格、WRF-RUC,WRF确定性预报(En WRF)及不同集合百分位、上海区域模式(BCSH)以及T639-MOS在山东省陆地120站和沿海12个精细海区的降水、日最大风速以及日最高最低气温预报进行检验,分析了不同数值模式产品的预报能力。     

海冰模式和数值预报

根据渤海冰情,在海冰动力学和热力学研究基础上,提出一种海冰动力一热力模式。该模式包括平整冰、堆积冰和开阔水三要素,采用粘一塑性本构关系计算冰内应力。利用参数化方法处理变形函数和热力增长率。该冰模式与潮流模式耦合研究渤海冰－潮相互作用,并与ＥＣＯＭ－Ｓｉ海洋模式耦合进行预报试验。该冰模式与大气模式联接,或应用气象部门数值天气预报产品进行海冰业务数值预报。本文还给出了预报结果。     

WRF模式在“大洋一号”随船预报中的应用

首次使用WRF模式对"大洋一号"科考船第二十六航次第二航段大西洋工作海区进行了风场和气压场数值预报,并对预报结果与实况资料进行了对比分析。结果表明,在资料稀少的大洋科考工作海区,WRF模式预报的天气形势变化与实况完全吻合,其定点的风速、风向和气压预报误差都比较小。尤其是风场能较好的反映出北大西洋10 m风的变化趋势,可以有效弥补大洋科考海区资料短缺的不足。根据WRF模式数值预报图做出的主观预报与船测实况吻合程度较高,为大洋科考海区风场预报提供了一种新的途径,为今后开展大洋考察工作海区精细化业务预报打下基础。     

山东省2014年冬季(2014年12月—2015年2月)数值预报产品检验

根据短期天气预报质量检验办法,对2014年12月—2015年2月T639、EC细网格、MM5、逐3h的WRF-RUC、WRF确定性预报(En WRF)及不同集合百分位、上海区域模式(BCSH)、T639-MOS在山东省陆地120站和沿海12个精细海区的日最大风速、最高最低气温预报,以及济南和青岛的逐6h内最大风速和6h内最高最低气温预报进行检验,分析了不同数值模式产品的预报能力。     

沿海气旋爆发的预报

近来,数值预报模式已在温带气旋发展和移动的预报上取得了明显的成绩。但是,值得注意的是往往还有意外情况发生,例如,像1979年2月18日—19日那个“总统的雪暴日”,很多地方发生了降雪,业务预报模式没有预报出来。GFDL(地球物理流体动力学试验室)为了了解冬季沿海迅速成生的风暴的机制,努力地进行了研究。在这些研究中(Orlanski和Katzfey,1986),完成了一个关于总统雪暴日的效果良好的数值模拟。 为了这项研究,把GFDL所研究的有限区域的HIBU(贝尔格来德大学水文学院)模式套入到GFDL的全球谱模式中去(取30个波),从而导出了关于这个“总统雪暴日”的预报模式和数值模拟:(Ⅰ)采用全球谱模式,(Ⅱ)采用低分辨率的嵌套HIBU的模式(分辨率为150公里),(Ⅲ)采用高分辨率嵌套HIBU的模式(分辨率为50公里)。它们的初始条件来源于两个方面:即GFDL和ECMWF(欧洲天气预报中心)的四维分析产生的FGGE(全球     

“梅花”台风路径与强度的集合预报

以新一代全球/区域多尺度通用同化与数值预报系统-热带气旋路径数值预报系统(global/regional assimilation and prediction system-tropical cyclone model,GRAPES-TCM)为试验模式,采用组合不同的物理参数化方案(MP)方法和随机全倾向扰动(STTP)方法,生成反映模式不确定性的集合成员,在此基础上设计包含6个成员的3种集合方案,方案1和方案3的成员分别用MP方法和STTP方法生成,方案2的成员同时采用MP和STTP方法生成,用3种集合方案对1109台风"梅花"进行了36次72h的集合预报试验。结果显示:对于路径预报,3种集合方案中预报效果最好的是方案3,其次为方案2,最差的是方案1;对于强度预报,方案1和方案2的预报效果差异不大,都远好于方案3。方案2和方案3的路径预报与强度预报都好于控制试验的预报,方案1的路径预报好于大部分成员的预报,强度预报好于所有成员的预报。3种方案的路径离散度都偏小,方案3偏小最多,其次为方案2;方案3的强度离散度也过于偏小,是3种方案中最小的,方案1和方案2的强度离散度在积分前期明显偏小,积分后期则有偏大的趋势,其中方案2的强度离散度大于方案1。与国内外8个业务数值模式的预报结果比较,对于路径预报,方案1优于5个业务模式的预报,方案2和方案3则优于除欧洲数值以外的7个业务模式的预报;对于强度预报,方案1和方案2优于所有8个业务模式的预报,方案3优于6个业务模式的预报。总体而言,3种集合方案的路径和强度预报都表现出优于确定性预报的预报能力,相对于各业务数值模式都表现出一定的预报优势,具有业务应用的价值,其中同时应用STTP和MP方法的方案2对台风的综合预报效果是最优的。     

风暴潮预报知识讲座 第四讲 风暴潮预报技术(1)

风暴潮预报方法分为两大类：其一，经验预报方法；其二，数值方法。后者包括诺模图方法和数值模式预报方法。这一讲将概要介绍建立经验预报方法的思路和较详细地叙述数值方法中的诺模图方法。所介绍的方法迄今为止仍有应用价值。１ 风暴潮的经验预报方法 风暴潮的这类预报方法包括预报员的主观经验和经验统计预报方法。前者取决于预报人员经验积累的多寡和对风暴潮复杂物理本质理解的深浅。正如伟人毛泽东所说：感觉到的东西不能深刻地理解它，理解的东西才能深刻地感觉它。经验统计预报方法的灵魂是选取物理意义清楚的气象因子（数值模式计…     

北太平洋海浪数值预报试验

本文利用美国华盛顿数值天气预报中心(KWBC)的3—5天预报的1000hPa等势面的格点高度场(5°×5°)资料,由“海上风的边界层模式”计算的风场,应用“一个参数的大洋波谱模式”,进行了北太平洋海浪数值预报的试验,试验结果表明,尽管输入风场资料存在一定误差,计算的浪场与3─5天后的实测浪场仍有较好的吻合。     

西北太平洋热带气旋中期路径的统计释用综合预报模式

提出一个热带气旋中期路径的统计释用综合预报模式。该模式应用ＴＣ参数，初妈时刻及未来时刻的环境场参数和导出因子，构造了多种中期天气时空惊讶的预报因子；应用数值天气预报产品的统计释用技术和多种分类预报模式的综合集成，构造了ＴＣ中期路径的客观定量预报模式。     

登陆热带气旋降水预报研究回顾与展望

重点围绕登陆热带气旋(LTC)降水预报研究进行了回顾和总结,指出针对LTC降水有三类预报技术:动力模式、统计方法和动力-统计结合的预报方法。以数值天气预报(NWP)模式为代表的预报技术对LTC降水的预报能力仍然非常有限。改进NWP模式预报误差的途径主要有两条:一是发展NWP模式;二是发展动力-统计结合的方法。分析表明,动力-统计相似预报是一项很有潜力的技术;针对现有研究中的不足,开展LTC降水动力-统计相似预报研究,探索减小数值模式LTC降水预报误差的有效方法,将是一个充满希望的研究领域和方向。