近10年我国数值天气预报的进展(1980-1989)

对近十年来我国的数值天气预报工作进行了回顾和分析。还对这时期前后的工作进行了比较。从中可以看出,我国数值天气预报的进展是巨大的。还估计了我国和世界先进水平之间的差距,并提出了应采取的措施。     

THE ADVANCES IN OPERATIONAL NUMERICAL WEATHER PREDICTION AT NATIONAL METEOROLOGICAL CENTER IN CHINA

Since 1982, several modifications in the operational model in National Meteorological Center(NMC) of China have been made, such as the adoption of the lateral boundary condition formulated byHovermal, Shuman's economic time difference scheme in the 5-layer Northern Hemispheric Model,and the replacement of the convective adjustment scheme by Kuo's cumulus parameterization scheme1974) in the 5-layer FLM. Owing to these modifications, both the objective and subjective verificationsof the prediction show that the accuracy of operational NWP has been significantly improved.Finally, applications of NWP Products are briefly summarized and future prospects are given.     

两年来北京气象中心业务数值预报的进展

本文回顾了两年来北京气象中心业务数值预报的进展。对效果有明显改进的几个方面作了详细叙述。统计检验结果表明短期数值预报业务有一定改进,但与世界先进国家预报水平相比仍存在相当的差距。     

桂北一次春季低温阴雨过程的长期数值预报试验

本世纪六十年代以来,广西的气象工作者一直致力于春季低温阴雨的分析和预报工作,建立了一系列预报工具[1],但预报的方法主要仍是统计方法,预报时效还不能满足服务要求。      

数值天气预报业务模式现状与展望

20 0 4年是数值天气预报理论提出 10 0周年 ,同时也是数值天气预报业务化应用 5 0周年。经过百年的发展历程 ,数值天气预报学科有了飞跃的发展。特别是最近 10多年来 ,大气科学以及地球科学的研究进展 ,高速度、大容量的巨型计算机及网络系统的快速发展 ,更加快了数值天气预报的发展步伐。文中从模式动力框架、物理过程参数化、模式程序软件等方面对数值天气预报业务模式现状进行了简要综述 ,对存在的问题进行了探讨 ,并对数值天气预报业务模式的未来发展作了展望。当前数值天气预报业务模式发展的特点有 :(1) 2 0世纪 90年代中期以来 ,各国的全球和区域模式水平和垂直分辨率都有明显提高 ,且模式物理过程也同步进行改进 ;数值预报业务模式已进入了大规模并行计算的阶段 ;(2 )主要发达国家和中国都正在致力于研发各自的新业务数值预报模式———非静力 (多尺度 )一体化模式或非静力中尺度模式 ,部分国家的新一代天气 气候一体化数值模式已业务运行 ;(3)业务数值预报模式正在朝着不断完善的方向发展。随着模式分辨率的提高 ,云物理过程、陆面过程和湍流过程、考虑坡度 -坡向因子的辐射过程等在模式中的参数化方案 ,以及模式垂直坐标的选择越来越受重视 ,这些物理过程的描述成为业务数值模式改进的重点和     

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。      

国家气象中心数值预报业务的进展

在最近的１５年中，国家气象中心的数值预报业务高速度发展，预报模式从北半球模式发展为全球谱模式，并配套建立了资料同化系统和用于降水预报的有限区预报模式，暴雨和台风预报模式正在研制中。目前数值预报时效已延至７天，Ｔ６３９３丙上时的预报水平已优于的数值预报产品的应用技术在不断改进，最高（低）气温下两天ＭＯＳ预报精度已接近预报员制作的综合预报结果。     

2004年汛期(5～9月)主客观降水预报检验

随着气象事业的发展，天气预报的质量越来越依赖于数值预报产品的性能。预报产品检验是评价预报质量和提高预报水平的有效手段。针对2004年汛期（5～9月）中央气象台预报员及T213、HLAFS25、MM5、GRAPES、日本及德国等国内外数值预报模式短期时效的降水预报做了详细的统计学检验。检验结果表明，对于汛期平均而言，各模式与预报员的小雨预报较好，随降水量级的增加TS评分迅速下降，国内外数值预报模式之间降水预报水平差别不大，预报员与模式相比水平略高；但对于过程预报而言，过程不同，各模式和预报员的表现不同，预报员和MM5对河南暴雨预报较好；GRAPES和日本模式对台风暴雨预报略好；T213对于四川东部暴雨的大量级降水预报较好；无论是预报员，还是数值预报模式，北京暴雨的预报是一个典型的失败个例。同时，我们也发现检验系统存在一些问题，有待今后逐步改进。     

NWP产品在强对流天气诊断分析中的应用

利用ECMWF、T213、T106数值预报产品及各物理量场,对已知中尺度系统发生发展的大尺度条件,预报中尺度环流出现的统计概率进行探讨:首先将武汉中心气象台过去总结的强对流天气模型与数值预报产品中的环流形势进行对比分析,当所预报的环流形势满足强对流天气模型时,认为大尺度条件将会促进中尺度天气的发生发展。再对数值预报产品中的有关物理要素场和值进行诊断分析,当所诊断的结果反映出有中尺度次级环流出现或有利中尺度对流天气发生时,最后对强对流天气落区、落点及降水性质进行诊断分析。同时,还利用AREM中尺度数值模式对2002年7月21~24日过程进行诊断分析,预报效果较好。,通过诊断分析,得出了强对流天气落区、落点及降水性质与各要素之间预报场和值的关系,同时也为今后精细化预报提供了启示和参考。     

预报员在未来天气预报中的作用探讨

在没有数值天气预报的年代 ,天气预报是由预报员作出的 ,随着数值天气预报业务水平的不断提高 ,它首先取代了预报员的天气形势预报 ,目前正进入取代部分天气要素预报的时代。未来 1 0～ 2 0年中尺度数值天气预报和集合预报以及后处理技术将获得重大进展 ,客观预报有可能取代目前预报员的一些预报项目 ,但是预报员的作用仍然是不可缺少的 ,但需要按与时俱进的观点 ,认真分析客观预报与主观预报的最佳结合点 ,以不断提高天气预报水平     

有限区域细网格模式产品在江汉平原暴雨预报中的应用

利用湖北省提供的有限区域细网格模式数值预报产品及降水实况资料，用逐步回归法拟合出江汉平原等区域暴雨方程。方程的拟合效果比较理想，此方程尚有待台站业务考核及改进。     

晚秋冷害概率预报方法

文章以历史天气图为基础，应用逐步筛滤和判别分析相结合的技术，建立了实用、精度较高的晚秋冷害概率预报可信度计算公式；结合数值预报产品，可制作延长时效的冷害预报。     

聚类分析在暴雨预报和环流形势分型中的应用

数值预报投入业务运行以来，高空形势预报具有较高的准确率，要素预报的准确率也在不断提高，对数值预报产品的释用是近年来人们极为关注的问题，作者早用数值预报５００ｈＰａ高度场及降水实况资料，采用聚类分析法，研究暴雨落区预报和我国暴雨环流形势特征，所得结果在暴雨预报业务中有一定参考价值，同时也给出我国暴雨环流型。     

NWP模式中纬向平均环流系统误差的动力诊断

证明了模式在预报时段的纬向平均环流误差，是由于在预报时段内模式大气和真实大气中西风加速过程的不同造成的。又由于原始方程的无加速定理中各强迫因子具有良好的线性迭加性，因此能够清楚地将造成模式系统误差的动力因子分解开来。通过对Ｔ４２Ｌ９模式的分析，说明原始方程的无加速定理可以作为分析模式系统误差的良好手段。动力诊断分析结果表明，模式对纬向平均环流分布具有较好的预报能力，但在各缔带也存在明显的误差。通过无加速定理的分解分析，本文研究了这些误差的成因及改善模式的可能途径。     

数值预报产品统计释用技术在热带气旋路径客观预报中的应用

首先对应用数值预报产品统计释脾技术的效果进行了统计。结果表明,数值预报产品和技术的应用改善了热带气旋路径客观预报中预测因子的预报能力,提高了模式的预报技巧并拓展了有效预报时效。继而对热带气旋路径客观预报中若干统计释用技术问题进行了讨论,并指出：在应用数值预报产品构造热带气旋路径客观预报模式时,采用大样本资料和完全预报方法,细心构造反映各种天气系统特征和物理量场的预报因子,应用多时刻产品并对ＮＷＰ产     

Progresses of Researches on Numerical Weather Prediction in China： 1999-2002

The recent progresses in the research and development of (NWP) in China are reviewed in this paper. The most impressive achievements are the development of direct assimilation of satellite irradiances with a 3DVAR (three-dimentional variational) data assimilation system and a non-hydrostatic model with a semi-Lagrangian semi-implicit scheme. Progresses have also been made in model physics and model application to precipitation and environmental forecasts. Some scientific issues of great importance for further development are discussed.     

耦合模式FGOALS-s2海洋同化试验模拟的西北太平洋海气相互作用特征

观测发现,西北太平洋区域夏季降水—SST存在显著的负相关,主要是由于El Ni?o衰减年西北太平洋异常反气旋持续至夏季,该过程是检验耦合模式性能的重要参照标准。本文利用中国科学院大气物理研究所近期气候预测系统IAP-DecPreS,通过海洋同化试验、大气模式AMIP试验与观测结果的比较,评估海洋同化试验对西北太平洋夏季局地海气相互作用特征的模拟影响。结果表明,海洋同化试验能够模拟出西北太平洋区域夏季降水—SST负相关,但负相关区域范围偏小。其与观测之间的最大差异出现在8月,西北太平洋负降水异常及异常反气旋位置偏东,强度偏弱。这是由于其模拟的El Ni?o衰减年夏季赤道东印度洋正降水异常偏弱且移动至赤道南侧,对流层增温偏弱,对西太平洋的遥相关作用偏弱。AMIP试验未考虑大气对海洋的反馈作用,不能再现西北太平洋降水—SST负相关,无法模拟出El Ni?o衰减年夏季西北太平洋异常反气旋。研究表明,海洋同化试验对西北太平洋区域局地海气相互作用特征的模拟能力较AMIP试验有所提升,其对8月西北太平洋降水与环流场的模拟偏差与东赤道印度洋降水模拟偏差有关。     

DIAGNOSIS OF NWP SYSTEMATIC FORECAST ERRORS IN ZONAL MEAN CIRCULATION

It is proved in this paper that NWP systematic forecast errors in the zonal mean circulation aredue to the difference in westerly acceleration process during the forecasting period between model andreal atmospheres.Those forcing factors which evoke the zonal mean wind variation can be split into various linearterms according to the non-acceleration theorem in a primitive equation system,By applying this tech-nique to the diagnosis of the forecast produets of the T42L9 model in January 1992 and in July 1992,it is indicated that the model has the ability to forecast the zonal mean wind to a reasonable extent,but there are still some errors in several places,especially in the upper troposphere and lower strato-sphere in the mid-latitude region as well as near the surface.The results of analysis by employing thisscheme reveal the reason responsible for the systematic forecast errors of the zonal mean wind in themodel and the possible way of improving it.It is also shown that non-acceleration theorem can be used as an efficient tool to diagnose thephysical processes of NWP models.     

与T63数值预报产品相结合的江苏西南大风的预报方法

国家气象中心发送的T63数值预告产品在本台于95年6月份投入业务运行,为尽好、尽快地最大限度地将T63数值产品投入业务使用,以发挥其作用,从而具体体现T63的价值所在、在这方面,我们作了一些探讨与尝试。我们把《江苏大面积西南大风预报工具》与T63数值预告产品进行结合与释用,取得了良好的效果。     

北京地区中尺度非静力数值预报产品释用技术研究

在国家气象中心与北京市气象局联合开发的“北京地区中尺度数值预报业务系统”基础上，充分利用高分辨率中尺度数值预报产品和地面加密气象观测资料，分别使用统计和动力释用方法进行局地温度、风和北京市区空气污染状况的预报。试预报结果表明，用卡尔曼滤波方法建立的温度和风的预报效果高于中尺度数值预报直接输出结果；使用中尺度数值预报结果作为一个简单的污染预报动力模式的气象背景场，进行了污染预报试验，结果表明该预报方法具有一定的预报能力，其中SO₂、NO₂、CO浓度的预报准确率在夏、秋、冬三季中均可达到65%以上。上述研究成果已用于业务预报。