高分辨率有限区业务数值预报模式及降水预报试验

该文介绍了国家气象中心在原业务有限区模式基础上开发的一个新的高分辨率有限区模式（ＨＬＡＦＳ）．该模式除分辨率提高外，其主要改进表现在：（１）增加了地面土壤过程、地面辐射过程、地面摩擦及边界层垂直湍流输送；（２）积云对流参数化方案改用质量通量方案取代了原来的Ｋｕｏ方案．

一个载水预报模式的业务预报应用试验

该文在国家气象中心现行有限区域业务预报模式（ＬＡＭ ）的基础上，把模式的水平分辨率由１°×１°提高到０．５°×０．５°经纬度网格，垂直层次由１５ 层变为２０ 层．在原有物理过程中引入显式降水方案，并使用ＨＬＡＦＳ业务系统的实时资料对１９９７ 年８ 月的一次登陆台风造成的强降水过程进行了个例预报试验。

NCEP-FNL与T213L31同化资料对比分析中的地形差异影响

分析了2005年5月11日至6月10日的NCEP-FNL与T213L31分析资料在位势高度、温度和风场上的整体差异,揭示了低层差异最小,差异极值主要分布在3个关键区的特征。进一步通过地形高度差异与位势高度差异的相关性分析,认为青藏高原附近的地形高度差异的极值是引起两种资料位势高度差异的主要原因,并计算分析了这种差异对高原周围中低层大气环流的动力和热力影响。结果显示,在NCEP-FNL中的西南涡强度和热源作用较强,中层风速切变较弱。

有限区数值预报模式的现状及发展趋势

有限区数值预报模式,它区别于全球数值预报模式而成为数值预报领域里一个相对电立的分支。几十年来它在提供短期区域天气预报指导及对各种天气系统的模拟及机理研究方面发挥了重要作用。众所周知,数值预报由于它巨大的计算量。

暴雨业务数值预报发展中有关问题的探讨

根据国际，国内业务数值天气预报的发展以及我国暴雨预报方法的现状，评价了暴雨业务数值预报发展中的几个关键问题，探讨了暴雨预报的综合思路。

水汽在9711号台风移动中的作用

本文通过对涡度、散度和水汽等物理量的计算及水汽图像的分析，阐述了水汽分布在涡度发生、发展以及消失中起着重要的作用。涡度的发生、发展、消失与热带气旋（台风）移动有着密切的联系。所以，在水汽图像上热带气旋（台风）水汽走向趋势对未来２４ｈ的台风移动有着预报指示意义。

一种改进的质量通量积云参数化方案及预报试验

用国家气象中心有限区域业务预报模式（ＨＬＡＦＳ），以１９９８年８月一次热带风暴降水过程为试验个例，对引入了下曳气流的质量通量积云对流参数化方案和模式中的原质量通量积云参数化方案（仅考虑上升气流）进行了对比试验。结果显示：引入下曳气流后，通过提高对流降水量使降雨强度预报得以提高，更接近于实况；改进后的方案对大雨以上预报水平有一定的改善。

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。

下曳气流在积云对流中的作用

利用国家气象中心高分辨率有限区域业务预报模式（ＨＬＡＦＳ），对有无下曳气流的积云参数化方案进行了对比试验，通过对积云内各物理量及大尺度物理量场的诊断分析研究下曳气流对积云对流发生发展的作用以及对大尺度热力、动力场的影响。结果表明：（１）下曳气流具有湿冷的特征，主要出现在强对流时段对流层中下层；（２）下曳气流的引入，促进了模式中强积云对流的发生发展，并在更高更多的空间层次上更强地加热及干化环境大气，进而改变了积云对流对大尺度热力场。

国家气象中心业务数值预报发展的回顾与展望

本文回顾了国家气象中心建立数值预报业务以来,国家级业务数值预报系统,主要是中、短期预报系统的发展历程,评估了目前业务数值预报的预报水平和基本特点,简述了我国业务数值预报发展的不同阶段取得的主要进展。通过对目前我国业务数值预报发展中存在的问题和不足的分析,讨论下一步的工作重点,并对未来的发展做初步展望。

一次高原东部强降水过程在不同水平分辨率下的数值模拟

利用中尺度模式WRF,对青海高原2003年7月30日的一次降水过程,设计了一组不同水平分辨率的试验进行数值模拟,并将模式结果与实测资料进行对比。结果表明:无论何种水平分辨率均能较好地模拟高原地区的大～暴雨;降水中心存在一致偏北趋势;较低水平分辨率对降水中心量值的模拟较好,高分辨率模拟值偏大。

1998年6月下旬长江中下游强降水过程成因分析

利用国家气象中心的有限区域预报模式 ,对 1 998年 6月下旬发生的一次强降水过程进行了数值试验 ,并通过对风场、水汽场、垂直速度场等变量的诊断分析 ,对降水过程的成因进行了初步探讨。分析结果显示 ,北方南下的干空气与西南暖湿气流在长江中下游地区形成的切变和西南低空急流是造成这次大暴雨的主要天气尺度系统 ,而沿切变线移动的中尺度系统对降水的增强起了重要作用。

WRF模式中的微物理过程及其预报对比试验

WRF(Weather Research Forecast)模式系统是由许多美国研究部门及大学的科学家共同参与进行开发研究的新一代中尺度同化预报系统。本文主要对公开发布的WRF模式V2.0版本中使用的微物理过程方案进行简单介绍,并在国家气象中心建立的与T213中期预报模式相嵌套的预报系统的基础上,对不同微物理过程方案进行了降水预报对比试验和检验,对各方案的降水预报性能进行初步评估。试验结果表明,总体预报效果LIN方案较好,而对流参数化方案从降水落区预报和对流降水对总降水的贡献两方面看则是KF和NKF方案的预报效果较好。

HLAFS业务预报系统改进对比试验

该文以国家气象中心的有限区域业务预报模式为基础 ,在模式中引入了简化的混合相云方案 ,其中包括云水雨水的冻结、冰雪的融化等冰相过程 ;并把模式的水平分辨率由 0 .5°× 0 .5°提高到 0 .2 5°× 0 .2 5°经纬度网格。在此基础上建立了较高分辨率的同化预报系统 ,并使用实时资料进行预报对比试验。试验结果表明 ,改进后的降水落区预报有了明显进步 ,强降水中心的降雨量预报也有所增强 。

不同分辨率对淮河流域连续暴雨过程影响的中尺度模拟试验

利用NCAR和NOAA发展的新一代中尺度模式WRF(Weather Research and Forecast),对2003年7月上旬发生在我国淮河流域三个连续暴雨过程(7月1—11日)进行了数值模拟试验,研究的重点是了解不同水平分辨率(45、30、20和10 km)对WRF模拟结果的影响。模拟结果与观测的比较表明,WRF模式能够合理地模拟不同时段的降水带以及平均环流形势的分布特征,对于区域平均等压面上的物理量也有较好的模拟性能。不同分辨率的模拟结果比较表明:不同分辨率对降水的模拟效果影响较大,提高模式水平分辨率有助于预报效果的改善,但高分辨率模拟的降水强度偏强,空报偏多;不同分辨率对环流形势的模拟效果影响不大,各个分辨率的低层风场误差都存在一个5～6天的波动,并向模式的中高层传播,传播速度约为3天。

降水检验方案变化对降水检验评估效果的影响分析

为了实现对中尺度模式降水预报产品的合理化统计检验,在我国现有观测系统条件下,研究了24小时加密降水观测实况对降水统计检验评分的影响。过去的标准检验系统观测站为400站,分为9个区,目前业务试运行的加密检验系统采用的观测站为2510站,分为33个区。同时对国外常用的统计检验量ETS评分进行了初步的研究。通过对2005年7—8月我国近年来引进或自主发展的T213L31、HLAFS25、MM5、MESO-GRAPES60km和30km模式,WRF20km模式,以及日本及德国的全球模式的降水预报产品的统计学检验,主要得到如下结论:(1)加密检验系统和标准检验系统在站点分布和分区形式上有较大的差别,新旧检验系统对各模式和预报员全国降水预报的评估结论在大雨以下各级降水评估方面差别不大,结论基本相似,除中雨预报外,加密系统的TS评分均略低于标准检验的结果。暴雨以上评分的差别较大,其中部分模式的两个检验系统的预报偏差差别很大,说明暴雨以上的天气系统多为中小尺度系统,其发生的频率在加密系统中的反映可能更合理一些。(2)新的检验量ETS,对于全国这样较大的检验分区而言,大雨以下各级降水评分在量值上要小于TS评分,暴雨以上则比较接近,但其在多模式对比检验中所得的排序结论与TS和技巧评分相近,部分小雨空报较多的模式的评分有较大差别。(3)无论是加密检验,还是标准检验,各级降水检验中表现最好的模式是相同的。(4)分区相同、预报种类不同时,加密检验与标准检验的差别不同。对T213模式而言,两者在暴雨和大暴雨的预报偏差上的差别更显著一些,部分分区检验结论相反。而对预报员的预报而言,差别并不显著,检验结论一致。