T639全球模式的台风初始化方案升级试验

由于洋面上缺少有效的台风观测资料,台风初始化对全球数值预报业务模式而言,仍然是一个悬而未决的问题。国家气象中心自从2009年将T639全球数值预报系统投入业务运行以来,应用了一套完整可行的台风初始化方案,其技术路线是在台风刚发生时的预报时刻,在背景场嵌入人造bogus涡旋;而在后续的循环滚动预报时刻,采取涡旋重定位和涡旋调整技术方案;因此,第一个预报时刻的涡旋形成技术直接影响到后续时刻的台风涡旋质量乃至预报效果。但是,人造bogus涡旋主要依据统计的经验模型建立,其结构与全球数值模式的动力学、物理学属性并不匹配。基于国家气象中心T639全球资料分析同化-预报循环系统,一套升级版的台风初始化方案被发展了起来,与业务方案的主要区别在于升级方案利用资料同化技术来形成初始涡旋而不是直接嵌入人造bogus涡旋;这在很大程度上减少了人为主观因素对台风初始结构的影响,而更多地是依靠变分资料同化来协调约束产生三维空间的涡旋环流,这样产生的涡旋环流不但与周围环境场比较协调,而且与模式的动力学、物理学属性也比较匹配。应用新方案,本文对生成于西北太平洋2011-2012年27个台风进行了数值试验,初步分析表明,新方案在实现台风初始涡旋环流结构方面有着不错的表现,相比于业务使用的方案而言,新方案台风路径平均预报误差有了不错幅度的降低,2~5 d预报平均路径误差普遍降低了3%~15%。     

T639模式预报系统误差统计和订正方法研究

通过统计2009—2010年T639模式500 hPa高度、850 hPa温度和2 m温度的1～10天预报场的平均误差发现,T639模式的这些气象要素预报都存在明显系统误差,且系统误差随着预报时效的增加而增加。利用＂递减平均法＂尝试订正其预报系统误差,订正结果表明：该订正方法总体表现为正的订正技巧,但订正能力随着预报时效的增加而下降;东亚地区的系统误差小于整个北半球,＂递减平均法＂的订正能力总体小于整个北半球。对比夏、冬半年订正效果发现：对于500 hPa位势高度和850 hPa温度的预报场,冬半年和夏半年订正技巧相当;对于地面2 m温度预报场,冬半年订正能力明显高于夏半年。不同权重系数试验表明：对于500 hPa高度场,权重系数约取0.06时,订正效果较好,而对于850 hPa和2 m温度场,权重系数约取0.1时,订正效果最佳。     

基于T639数值预报产品的气温本地化应用及检验

基于T639数值预报产品下发的多个物理量资料,利用多元回归方法,开展本地化的分县气温客观预报方法研究,结合常规气象观测资料、美国NCEP/NCAR 1°×1°网格点逐6 h再分析资料,开展业务应用并进行了效果检验,得出以下结论:最低气温预报准确率要好于最高气温,同时夏季的气温预报也明显好于其他季节;在最高气温中对扬中的预报准确率高于其他站点,在最低气温中对丹阳的预报效果相对比较好;客观预报方法存在明显的系统性负偏差,通过使用每个预报时效预报误差的7 d滑动平均进行订正,结果表明通过订正,预报效果有所提高,特别是最高气温订正效果较明显;通过主客观预报准确率的对比分析,发现虽然客观预报对最高气温的预报效果比较差,但是在气温趋势预报上具有一定的参考价值;最低气温客观预报准确率明显高于江苏省的平均水平,和主观预报相比,虽然仍然低于主观预报水平,但是差距不大,基本上可以替代主观预报;分县气温客观预报方法对高温、寒潮等灾害性天气具有一定的预报能力,但是和实况相比,预报强度偏弱.     

成都地区T639数值预报产品本地化预报性能检验

通过对T639数值预报产品中影响成都地区的关键气象要素,从海压场、高空流场和温度场等几方面进行分析检验,了解T639的预报性能,找出它在本地化应用中的特征。通过分析一次重要天气过程中T639数值预报产品的数据,同ECMWF进行各个时效的对比,找出它与目前成熟数值预报模式之间的差距和优势,为预报员在本地化应用中更好的发挥其预报性能做一点参考。     

成都地区T639数值预报产品本地化预报性能检验

通过对T639数值预报产品中影响成都地区的关键气象要素, 从海压场、高空流场和温度场等几方面进行分析检验, 了解T639的预报性能, 找出它在本地化应用中的特征。通过分析一次重要天气过程中T639数值预报产品的数据, 同ECMWF进行各个时效的对比, 找出它与目前成熟数值预报模式之间的差距和优势, 为预报员在本地化应用中更好的发挥其预报性能做一点参考。      

T639数据格式及其读取方法

完善的数值预报技术是发展现代天气预报业务的基础。T639为日常业务提供了更加精细化、时效长的预报资料。为天气预报服务提供了强有力的保障。以T639为基础制作自动化的预报工具,必须读取T639的数据资料。简要介绍了T639的基本含义和主要内容．剖析了T639的数据格式,提供了T639数据的读取方法。     

T639和德国模式对新疆地区大降水预报的检验

对T639和德国数值预报模式(简称德国模式)的降水预报产品进行了分类检验,挑选新疆2011年6场大降水过程分别进行晴雨、大雨(雪)、暴雨(雪)对比分析,了解了降水模式产品误差并为业务中选择较好的预报产品提供了依据。结果表明:两种模式对预报过程降水落区和强降水中心都有较好的指示意义,在过程累计降水预报中,德国模式的晴雨预报准确率为80.49%,高于T639模式;大雨(雪)预报的准确率两种模式接近,大约为44%;T639模式暴雨预报的准确率为29.07%,明显高于德国模式。在逐24 h降水预报中,两种模式都以48～72 h的预报准确率为最高。     

T213与T639模式热带气旋预报误差对比

应用国家气象中心全球谱模式T213L31(简称T213) 及其升级版本T639L60(简称T639) 对2009—2010年西北太平洋热带气旋数值预报的结果进行对比。结果表明:T213与T639模式24～120 h预报平均距离误差基本相近,但由于T639模式分辨率较高,T639模式的热带气旋强度预报明显好于T213模式。从分类误差来看,T639模式对于西北行登陆及转向热带气旋的路径预报好于T213模式,但对西行及北上热带气旋预报误差偏大。对于异常路径热带气旋预报,T639模式能较好预报环流形势的突然调整,对路径突变的热带气旋预报比T213模式有明显优势;从登陆类热带气旋预报的移向误差来看,T213模式存在东北偏北向系统性偏差,T639模式存在东北偏东向系统性偏差。     

江西暴雨期间T639模式的短期预报效果检验

选取2010年江西汛期(4-6月)11次暴雨天气过程,对T639模式的短期预报效果进行检验.结果表明,T639模式能准确反映亚洲中、高纬度大尺度环流的演变趋势和调整,对蕈大天气过程有较强的预报能力.模式对副高脊线位置预报误差较小.对副高强度和西脊点位置的预报随着季节转变存在系统性误差,4-5月预报的副高强度较实况明显偏...     

T639L60全球中期预报系统预报试验和性能评估

利用T639模式降水产品资料,对2009—2014年11月至次年3月新疆北部阿勒泰地区15次暖区强降雪过程中的预报效果进行了分析与检验。结果表明: T639模式对阿勒泰地区暴雪的预报性能好于大雪,其中12—24 h预报准确率最高,而60 h预报准确率随时效延长而降低,漏报率随时效延长无明显的变化规律,空报率在60 h时效内随时效延长而明显升高,且明显高于漏报率;相对于暖区强降雪发生频率较低的站,暖区强降雪发生频率较高的站其大(暴)雪预报准确率较高;T639模式在暖区强降雪预报中存在明显的系统性偏大,48 h预报时效内T639模式降水预报产品在该区暖区强降雪中具有一定的参考价值;T639模式降水产品对短波低槽型暖区强降雪的预报能力较差,而对低涡型暖区强降雪的预报能力较好;造成该模式降水产品在阿勒泰地区预报效果不同的重要原因是其对水汽通量散度和垂直速度的预报存在误差。

     

2012年3—5月T639、ECMWF及日本模式中期预报性能检验

为了更好地应用T639模式中期预报产品,对2012年3—5月T639模式96、120和144小时预报产品进行了天气学检验,并与ECMWF、日本模式进行了对比分析。结果表明:三种模式均对亚洲中高纬度环流形势的调整和演变具有较好的预报性能。综合来看,ECMWF模式对各系统及要素的预报最接近实况;日本模式和T639模式次之。另外,选取了2012年4月22—23日的沙尘天气个例进行分析,发现日本模式对于此次沙尘天气过程的地面高压系统的中期预报指示意义最好。     

2010年3—5月T639、ECMWF及日本模式中期预报性能检验

为更好地应用T639模式中期预报产品,对2010年3—5月T639模式96小时预报产品进行了天气学检验,并与ECMWF、日本模式进行了对比分析。结果表明:三种模式均对亚洲中高纬环流形势的调整和演变具有较好的预报性能。综合来看,ECMWF模式对各系统及要素的预报最接近实况;日本模式和T639模式次之。另外,选取了2010年3月19—22日的沙尘天气个例进行分析,发现日本模式对于引发此次沙尘天气的地面强风的中期预报指示意义最好。     

2014年3—5月T639、ECMWF及日本模式中期预报性能检验

为了更好地应用T639模式中期预报产品,对2014年3—5月T639模式中期预报时效产品进行了天气学检验,并与ECMWF(简称EC)和日本模式(简称JP)进行了对比分析。结果表明:3家模式均对亚洲中高纬大气环流形势的调整和演变具有较好的预报性能,并且可以较好地预报出南支槽东移演变的过程;对于850 hPa温度场,ECMWF模式的预报效果要明显优于T639和日本模式;另外,选取了2014年4月22—24日的强沙尘暴过程进行个例分析,发现ECMWF模式对此次过程的地面高压系统的中期预报指示意义最好。     

2013年9—11月T639、ECMWF及日本模式中期预报性能检验

为了更好地应用T639模式中期预报产品,对2013年9—11月T639模式中期预报时效产品进行了天气学检验,并与ECMWF和日本模式进行了对比分析。结果表明：三个模式均对亚洲中高纬大气环流形势的调整和演变具有较好的预报性能。综合看来,ECMWF模式对主要天气系统及气象要素的预报最接近实况;日本模式和T639模式次之。另外,选取了2013年9月20—22日的台风天兔天气过程进行检验,发现ECMWF模式对于此次台风（强台风级）的路径及登陆点的中期预报指示意义最好。     

2008年9—11月T639、ECMWF及日本模式中期预报性能检验

为更好地应用T639模式中期预报产品,对2008年9-11月T639模式的96小时预报进行天气学检验,并与ECMWF、日本全球数值模式的产品进行了对比分析.结果表明:3种模式均对亚洲中高纬环流形势的调整和演变具有较好的中期预报性能,对转折性、灾害性天气的预报有较强指示意义.综合来看,ECMWF模式对主要天气系统及要素的预报最接近实况;日本模式和T639模式预报表现稍差,稳定性不如ECMWF模式,特别是对0814号强台风黑格比的96小时预报基本失败.     

2013年3—5月T639、ECMWF及日本模式中期预报性能检验

为了更好地应用T639模式中期预报产品,对2013年3—5月T639模式中期预报时效产品进行了天气学检验,并与:ECMWF、日本模式进行了对比分析。结果表明:三家模式均对亚洲环流形势的调整和演变具有较好的预报性能。综合看来,ECMWF模式对主要系统及气象要素的预报最接近实况;日本模式和T639模式次之。另外,选取了2013年3月8—9日的沙尘天气过程进行检验,发现ECMWF模式对于引发此次沙尘天气的地面高压系统中期预报指示意义最好。     

2012年9—11月T639、ECMWF及日本模式中期预报性能检验

为更好地应用中期数值预报模式产品,对2012年9-11月T639模式120 h预报产品进行了天气学检验,并与EC-MWF、日本模式进行了对比分析.结果表明:3种模式在120 h时效对亚洲中高纬大尺度环流的调整和演变以及转折性、灾害性等重大天气过程均具有较强的预报指示意义.综合来看,ECMWF模式对各影响系统及要素的预报最接近实况;日本模式和T639模式次之;ECMWF模式对1223号热带风暴山神的120 h转向预报较为成功,具有很好的参考价值;只是对于登陆前的偏北分量预报较弱.而T639和日本模式对“山神”的转向预报偏差较大.     

2008年6-8月T639、ECMWF及日本模式中期预报性能检验

为更好地应用T639模式中期预报产品,对2008年6-8月T639 模式进行天气学检验,并与ECMWF、日本模式进行了对比分析.结果表明:3种模式均对亚洲中高纬环流形势的调整和演变具有较好的预报性能.综合来看,ECMWF模式对各系统及要素的预报最接近实况;日本模式和T639模式稍差,稳定性不如ECMWF模式;特别是T639模式对0808号台风凤凰(FUNG-WONG)路径及强度的预报与实况差异较大,而ECMWF及日本模式预报相对准确.     

2010年9—11月T639、ECMWF及日本模式中期预报性能检验

为了更好地应用T639模式的中期预报产品,本文对2010年9-11月T639模式的中期预报产品进行了天气学检验,并与ECMWF和日本模式进行了对比分析.结果表明,三家模式均对亚洲中高纬环流形势的演变和调整具有较好的预报能力,T639在144小时后预报性能减小比较明显.T639对超强台风凡亚比的路径预报偏差较大,而日本模...     

2011年3—5月T639、ECMWF及日本模式中期预报性能检验

为了更好地应用T639模式中期预报产品,对2011年3—5月T639模式96小时预报产品进行了天气学检验,并与ECMWF、日本模式进行了对比分析。结果表明：三种模式均对亚洲中高纬环流形势的调整和演变具有较好的预报性能。综合来看,ECMWF模式对各系统及要素的预报最接近实况;日本模式和T639模式次之。另外,选取了2011年4月28-30日的沙尘天气个例进行分析,发现日本模式对于引发此次沙尘天气的地面高压系统的中期预报指示意义最好。