ECMWF模式对东北半球气象要素场 预报能力的检验

利用ECMWF模式逐日分析场(0场)序列和7d预报场序列,使用气候学方法客观检验ECMWF模式对东北半球的预报能力,主要结果如下:1)模式对不同要素场的预报能力呈现出明显的季节性差异,夏季特别是7月预报能力最弱.2)总体来说,850 hPa温度场、500 hPa高度场与0场相关最好,850 hPa湿度场与0场相关最弱;随着预报时效的增加,预报能力总体减弱.3)大陆上温度场预报总体较0场偏高,而在赤道低纬地区偏低,模式对赤道附近温度场变率预报能力弱于中高纬地区,这一特征在其它要素预报中也有不同程度的体现.4) 500 hPa位势高度预报场与0场的差值表现出清楚的起源于里海并向东北传播经贝加尔湖、鄂霍次克海转向东南至日本东部海域的波列,这一现象在500 hPa风场差值图中也有清楚的表现.5)纬向风预报能力强于经向风,30°N附近存在纬向风与0场相关系数高值带.6)总体来说,模式对高层的预报能力优于低层,但模式对700 hPa风场的预报存在显著差异.     

2006年12月至2007年2月T213与ECMWF及日本模式中期预报性能检验

针对2006年12月至2007年1月T213模式96小时中期数值预报产品进行了天气学检验,并与ECMWF、日本模式96小时预报性能做了对比分析。结果表明,T213、ECMWF、日本模式对亚洲中高纬度地区大尺度环流形势演变和重大调整过程均有较好的预报能力,因此对重大灾害性天气的预报有较好的指示意义。三种模式相比,ECMWF模式对西风指数、850hPa温度、南支槽东移的预报较为准确。     

基于三大全球集合预报系统对内蒙古降水预报能力评估

利用ECMWF、NCEP和CMC中心的1~3天7种降水集合预报产品,同时结合内蒙古119个气象站同期降水观测资料,对降水预报效果基于晴雨、降水等级划分(包括小雨、中雨、大雨以及暴雨)确定性TS评分以及空间分布特点进行了归纳总结,评估了三大全球集合预报系统在内蒙古地区的降水预报能力,为进一步开发模式预报及应用提供技术支撑。研究结果表明,ECMWF集合预报产品对内蒙古降水预报能力明显优于NEPC和CMC中心的产品。ECMWF集合预报产品24h时效下的晴雨及小雨、中雨、大雨以及暴雨预报都具有良好的预报能力,但是随着预报时效的延长至48h、72h,ECMWF集合预报产品预报能力明显降低,预报能力与NCEP和CMC中心的产品接近。24h的ECMWF集合预报产品在呼伦贝尔市、兴安盟、锡林郭勒盟、巴彦淖尔市西部、阿拉善盟地区预报效果明显较好,三大集合预报系统对内蒙古东部地区的预报能力总体偏高。     

一种基于可预报性的暴雨预报评分新方法(Ⅱ):暴雨检验评分模型及评估试验

利用2015-2017年6-8月ECMWF高分辨率模式（ECMWF-Hi）的加工产品,结合我国2 400多个国家级气象站逐小时降水观测资料,对ECMWF-Hi产品24 h降水预报的准确度、集中度和相关性进行了评估,并与ECMWF集合预报模式（ECMWF-EPS）24 h降水预报产品进行比较。为更好地描述预报的集中度,避免单纯用标准差比或平均值比刻画预报集中度的缺陷,建立一个综合标准差和平均值的R指数,用之定量描述模式预报的集中度。结果表明：（1）ECMWF-Hi在均方根误差的检验方面并未表现出优势;而分辨率较低的ECMWF-EPS集合平均预报误差最小。（2）ECMWF-Hi对研究区域降水预报的集中度的整体描述较为准确,离散度与观测较为相似,预报期望也与观测降水的期望最接近,ECMWF-Hi比ECMWF-EPS的集合控制预报与集合平均对观测降水集中度的刻画较为准确。（3）研究区域内各站点R指数分布表明,ECMWF-Hi与ECMWF-EPS控制预报、平均预报相比,对平均值预报不足的站点较多,且这些站点的预报集中度普遍大于观测,ECMWF-Hi的降水预报更接近观测降水。（4）评估应用结果表明,R指数不仅能定性评估模式的集中度,也可定量描述集中度大小。

     

21世纪中国极端降水事件预估

评估分析了欧洲中期天气预报中心（European Centre for Medium-range Weather Forecasts,ECMWF）细网格模式（以下简称EC-thin）在长三角地区汛期（5-9月）的暴雨预报评分及ECMWF降水极端天气预报指数（EFI）对暴雨预警的指示作用。研究发现：（1）EC-thin降水和降水EFI对暴雨预报的ETS评分随着预报时效的延长而明显降低,在短时效内,细网格模式降水预报占优,超过60 h后,降水EFI的评分相对更好。（2）对EC-thin降水而言,在不同的预报时效采用不同的降水阈值来预报暴雨,可望达到最佳的评分效果。短期时效内该阈值随着预报时效的延长,大致从55 mm逐渐下降到35 mm。（3）对于降水EFI而言,12-36 h内EFI为0.65~0.7时,暴雨预报ETS评分最高。随着预报时效的延长逐渐下降,60-84 h内EFI为0.55~0.6时,暴雨预报ETS评分最高。（4）在不同预报时效内,采用合理的方式和阈值综合考虑EC-thin降水和降水EFI,可望得到更高的暴雨预报评分。

     

2007年9-11月T213与ECMWF及日本模式中期预报性能检验

2007年9-11月冷空气频繁,气温变幅大,热带气旋活跃,给中期天气预报增加了一定的难度.为积累预报经验,提高中期预报准确率,对9-11月T213模式96小时预报产品进行了天气学检验,并与ECMWF、日本模式进行对比分析.结果表明,T213、ECMWF和日本模式对亚洲中高纬大气环流调整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对天气系统和要素的预报误差最小,T213模式误差最大,日本模式温度预报性能与ECMWF相当.对0713号台风登陆前的位置和移速,ECMWF预报较为准确,T213模式对台风登陆前移速预报偏慢,对台风登陆后的位置预报偏差最小,日本模式对台风位置和强度预报较为失败.     

一种温度集合预报产品释用方法的初步研究

利用海河流域逐日降水历史观测资料、ECMWF集合预报降水预报数据,通过贝叶斯产品处理技术（Bayesian Processor of Output,BPO）对海河流域内289个格点进行BPO建模,将ECMWF集合成员确定性降水预报修订为贝叶斯降水概率预报,结果显示概率密度峰值较确定性预报更加接近实况;再以51个成员的有效信息得分（Informativeness Score,IS）衡量各集合成员的预报能力,融合各成员的概率预报结果,得到代表ECMWF集合预报不确定性的贝叶斯集成降水概率预报。采用RPS和BS评分方法对海河流域2018年6—8月降水概率预报进行检验,结果表明,在海河流域降水预报中基于BPO方法的贝叶斯集成概率预报评分结果优于集合预报的直接概率预报结果,为海河流域降水概率预报业务奠定了基础。

     

2012年6—8月T639、ECMWF及日本模式中期预报性能检验

对2012年6—8月T639、ECMWF（文中简称EC）日本（文中简称JP）数值模式的中期预报产品进行了对比分析和检验。结果表明：三家模式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。比较而言,EC模式对各系统及要素的预报更接近实况。对于1211号强台风海葵（Haikui）的路径及强度预报,EC模式预报效果与零场接近,T639模式和日本模式预报与实况相差较大。     

2010年12月至2011年2月T639与 ECMWF及日本模式中期预报性能检验

文章对2010年12月至2011年2月T639、ECMWF(文中简称EC)及日本(文中简称JP)数值模式的中期预报产品进行了对比分析和检验.结果表明:三家模式对大尺度环流形势演变和调整及对850hPa温度变化都有较好的预报能力.比较而言,随预报时效延长EC模式对北方地区850hPa温度的预报性能最好,而对南方地区,JP...     

2012年12月至2013年2月T639、ECMWF及日本模式中期预报性能检验

对2012年12月至2013年2月T639、ECMWF(文中简称EC)及日本(文中简称JP)数值模式的中期预报产品进行了对比分析和检验。结果表明:三家模式对亚洲中高纬环流形势的调整和演变具有一定的预报性能,但都存在随时效增长的系统性偏差,比较而言,EC模式的预报最接近实况。对于850 hPa温度场,EC模式在北方地区的预报误差小于JP模式,而在南方地区则相反,T639模式在南方和北方的预报误差都是最大的。对于东北地区较弱的冷空气过程,日本模式的预报表现最优,T639模式对冷高压的强度预报明显偏弱,且位置明显偏南,EC模式的预报也较零场略偏弱,位置略偏北。