基于ECMWF模型改正InSAR大气延迟误差的可靠性实验

大气延迟是影响InSAR观测数据质量的最主要因素之一.然而,这一难题一直没有很好的解决办法.近年来,采用气象模型改正InSAR大气延迟误差是一个热门的研究方向,不过其有效性和可推广性还需要一些实验来检验.本文采用青藏高原中部的InSAR数据检验基于ECMWF模型改正InSAR大气延迟误差的有效性.结果显示本实验采用的8幅干涉图中只有3幅在改正后方差减小,而所有数据的平均方差比改正之前更大,证明该模型无法很好地改正该地区InSAR的大气延迟误差.鉴于目前尚无可靠的方法判断何时何地ECMWF模型对InSAR大气延迟误差有改进作用,建议谨慎采用该模型改正大气延迟误差.

ECMWF高分辨率模式对陕西2017年7月高温预报的检验及订正

2017年7月陕西累计出现26 d日最高气温≥35℃的高温天气,其中14 d日最高气温突破40℃,7月7～14日和17～27日出现2次区域性持续高温天气。利用陕西99个国家站的最高气温逐时观测和ECMWF高分辨率模式的定时最高气温预报资料,检验ECMWF高分辨率模式对2017年7月陕西极端高温天气的预报能力和一元线性回归方法对气温预报的订正能力。结果表明:144 h之前模式较好地预报出了陕西2次区域性持续高温天气,但是高温日数的预报值在陕西大部分地区较观测值偏少,漏报了陕南大部分地区的高温日,与14:00～17:00时段最高气温的预报值在陕西大部分地区较观测值偏低,其中陕南地区的预报平均绝对误差明显大于其他地区有关。一元线性回归方法对168 h之前的最高气温预报为正订正效果,订正后陕西大部分地区最高气温的预报准确率上升,平均绝对误差减小,日最高气温≥35℃或≥40℃的高温预报较订正前更接近实况。

ECMWF模式降水预报与极端天气预报指数在暴雨预报中的评估与应用

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。

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。

2017年12月至2018年2月T639、ECMWF及日本模式中期预报性能检验

对2017年12月至2018年2月T639、ECMWF及日本(文中简称JP)数值模式的中期预报产品进行了分析和检验。结果表明:3个模式对亚洲中高纬环流形势的调整和演变均具有较好的预报性能,其中ECMWF模式预报效果最好。3个模式对850hPa温度的转折性变化趋势均有较好的预报能力,对南方地区温度变化的预报能力优于北方地区;T639模式对北方地区的温度预报存在整体偏低的误差,而JP模式对南方地区的温度预报整体偏高,ECMWF预报综合效果最好。对于2018年2月全国寒潮天气过程中的地面冷高压预报,T639模式对地面冷高压中心强度的预报效果优于ECMWF和JP模式,ECMWF模式对高压中心位置预报偏弱、偏东,T639和JP模式对高压中心位置预报亦存在明显偏差。

ECMWF极端降水指数对2016年夏季华东地区极端降水预报的检验

选取2016年6-8月华东地区降水资料,在分析检验欧洲中期天气预报中心(ECMWF)极端天气指数(EFI)与ECMWF降水预报效果的基础上,提出采用EFI的极端降水指数来改进ECMWF高分辨率模式降水预报的方法.结果表明,华东地区6-8月极端降水主要发生在华东沿海和华东中西部地区,在6月份开始增大,6月底达到最大,后又减小,但最大值略有不同,在7月底至8月初达到一个更高的峰值,随后缓慢下降.EFI极端降水指数对2016年6-8月华东地区的历史极端降水95%和99%分位值有一定的预报能力,但对历史极端降水最大值的预报能力相对较差.随着预报时效的增长,预报效果也随之降低.EFI极端降水指数对极端降水预报的ETS评分整体高于ECMWF高分辨率模式降水,并对极端降水最大值也有一定的预报能力.用EFI极端降水指数改进的ECMWF高分辨率模式降水,对华东地区95%和99%分位值极端降水的预报准确率均有不同程度的提高.

安庆地区ECMWF细网格降水预报的质量检验与释用

利用安庆市逐日降水实况资料,针对2011—2016年ECMWF细网格降水预报产品对安庆地区的12 h、24 h分辨率晴雨和降水分级预报质量进行检验,基于检验结果对此降水预报产品进行解释应用。结果表明,ECMWF细网格数值降水预报在安庆地区晴雨预报正确率无明显区域差异,夏季晴雨预报正确率明显低于其他各季节,对夜间的预报能力明显优于白天。TS评分中,小雨最高,中雨次之,大雨及以上量级较低且无明显规律。若将冬、春两季0.2 mm以下、夏季1.0 mm以下和秋季0.8 mm以下的降水预报进行消空处理,则晴雨预报正确率会有所提升,且小雨预报的TS评分达最佳;若将≥40 mm的降水预报修正为暴雨,则暴雨预报TS评分提高接近1倍,且大雨和暴雨的预报偏差更接近1。

ECMWF资料的边界层伸缩水汽加密算法

针对欧洲中期数值天气预报中心(ECMWF)数据在研究小区域气象时空间分辨率较低的问题,研究了基于边界层伸缩的空间水汽加密思想,建立了基于ECMWF的空间水汽、地表气压和地表温度的加密模型。该模型可依据加密区域DEM分辨率实现任意密度的加密结果。利用美国GPS-IPW示范网络中夏季连续两个月的GPS水汽观测值和地表实测气象数据进行了实验,结果表明,该模型结果较ECMWF原始数据,在空间水汽、地表气压和地表温度的精度上均有较大提高。

不同背景场近地层风速的预报效果检验

模式初始场的优劣对风预报结果影响较大，中国常用的全球环流背景场为美国NCEP发布的GFS资料、欧洲中心的ECMWF资料以及中国气象局的T639资料。本文收集、整理了2010年6月～2011年5月的上述3套资料，将其分别与中国境内677个基本站、基准站和400座专业测风塔同期测风数据进行对比检验，综合分析GFS、EC、T639在中国区域内的近地层风速预报效果，并给出3套数据预报性能的平面分布图，结合气象站和测风塔处的地形特征和测风数据的代表性，初步判断3套背景场的近地层风速在不同区域、不同季节的可预报性，为中尺度模式选择初始场开展风速预报服务时提供一定依据。结果表明：①风速介于（0-3）m／s时，气象站和测风塔观测资料检验结果一致，T639资料预报效果最好，GFS资料第二，EC资料第三。风速介于（3～15）m／s时，气象站和测风塔观测资料检验结果有差异，测风塔数据检验，EC资料预报效果最好，GFS资料第二，T639资料第三；气象站资料检验，GFS资料预报效果最好，EC资料第二，T639资料第三。风速介于（15～25）m／s时，气象站和测风塔观测资料检验结果一致，EC资料预报效果最好，GFS资料第二，T639资料第三；②基于（3～15）m／s风速段，中国东北、华北、西北、西南地区，全年EC资料预报效果最好，GFS第二，T639第三，但秋冬季在西南地区三套资料的预报效果均较差。华东地区，春秋季时，Ec和GFS资料预报效果一致，优于T639；夏季时，Ec资料预报效果最好，GFS第二，T639第三；冬季时，3套资料预报效果一致。中南地区，春、秋、冬季时，Ec资料预报效果最好，GFS和T639资料预报效果一致；夏季时，3套资料预报效果一致。