海面风场的数值预报业务模式

海面风场的业务数值预报，经过六年的运行和不断改进，目前已建立了包括资料处理、客观分析、大气模式和边界展模式在内的数值预报业务化系统，它能提供１５°～４５°Ｎ、１ｈ５°～１４１°Ｅ海域内１°×１°经纬网格点上的７２小时的预报风场，该风场除为日常业务预报提供参考外，还为海浪和海冰业务模式提供强迫场。本文主要介绍大气模式和边界层模式的概况以及系统的运行结果。

初始化方案对有限区域海面风场数值预报模式的影响

在一个已应用于海洋要素预报的有限区域海面风场预报模式的基础上，以渤海海域为实验海区，研究初始化方案对有限区域海面风场数值预报模式的影响。对“未采用初始化”与“采用初始化”方法进行了预报实验比较，结果表明，初始化方法对有限区域海面风场模式作用明显，尤其是海面风场的开始阶段，主要体现在海风与陆风预报能力的差异上．

中尺度数值预报模式(MM5)在海面风场预报中的应用

本文简要介绍了在工作站上运行有限区域海面风场数值预报业务化系统的情况。该系统以MM5V3作为主要框架,选定了积云对流和边界层参数化方案,准备了三种侧边界方案,以确保有限区域海面风场数值预报业务化的运行。半年多的准业务运行表明,系统运行稳定,海面风场预报效果较好,除能直接给有关业务单位参考外,还提供给有关海洋数值预报模式使用。

海面风场数值预报的历史和现状

本文简要介绍了国家海洋环境预报中心海面风场数值预报的历史和现状。

一个台风海面风场的数值模式及其后报检验

本文建立了一个用于台风海面风场后报的数值模式，并给出了用于实际台风海面风场后报时求解上述模式的全过程，首先根据边界层风速垂直分布特点，对贴地面摩擦应力使用平均风进行参数化，进而导出边界层平均风动力学方程，对上述动力学方程积分到一准稳态，得到边界层平均风分布；再使用Ｍｏｎｉｎ－Ｏｂｋｈｏｖ相似理论，将平均风换算到１０ｍ高度，从而得到１０ｍ高度风场．对３个台风过程，给出了１０ｍ高度风场和浪场的数值后报结果．海浪同实测的结果比较表明，该风场模式的结果在实测点的后报风与实测风较一致，两者相关系数为０．９５左右，台风影响测点时，极值误差均在２ｍ／ｓ以内，平均误差范围约１０％；后报风向与实测风向的平均绝对值误差为２０°，将该后报风场模式用于海浪数值后报也得到了满意的结果，后报波高与实测波高的相关系数约为０．９５，最大有效波高和跨零周期的实测值与后报值相差符合得很好．这些结果均表明本文提出的风场模式是合理的，并且适用于强海况的数值计算．

海面风场数值诊断模式

从所周知，作为一个供船舶使用的业务化海浪数值预报模式，还必须有一个与其匹配的风场模式，风场的提供有两种方式，一种方法是直接建立配套的数值预报系统和大气模式，但这对航行中的船舶来说，要做到这一点是非常困难的，另一种方法是直接到用船舶可以接收到的国内外部分数值预报产品，在这些产品的基础上，再开发一个大气边界层数值诊断模式，供海浪数值预报使用，事实证明，这种方法经济、快速、方便，且有较高的准确度，根据各气象预报台多年的预报经验，及比较国内外各类数值预报产品的预报准确率和使用效果。以日本气象厅（JMA）发布的24、48、72地面气压场形势预报比较准确可靠，同时也覆盖西北太平洋海域，因此，我们先用该实况气压场及预报气压场为基础，利用大气边界层数值诊断模式提供业务化的风场。

一个中国沿岸台风风暴潮数值预报系统的建立与应用

依据三维斜压海洋环流模式POM建立了一个中国沿岸台风风暴潮数值预报业务系统。台风风场模型考虑了台风移动和周围环境风场的影响,采用了较合理的强风情况下的风应力计算公式,建立了稳定合理的模式海洋环流气候状态和模式边界条件。大量的数值模拟结果表明,该模式能较好地重现历史台风风暴增水过程,对近2年台风风暴潮个例的预报结果表明,该业务系统对台风风暴增水具有较好的预报能力,文章同时分析了模式存在的一些问题。该业务系统实现了从资料采集、模式运行到预报结果输出的全自动化,显示采用图片和MICAPS两种方式,后者与现有气象业务平台一致。

一种初始方程中应用实测风进行风场初值化的方法

本文提出一种利用实测风场、高度场、温度场和地面三小时气压变化资料,考虑风场和质量场之间基本满足准地转平衡关系,大气具有准无辐散性,但又保留一部分与地面气压变化相应散度的地转偏差,将以实测的等压面风场插到σ坐标的风场进行订正的初值化方法,并用一个单时资料进行初步试验.文中还对风场初值化问题进行了讨论.

WRF与MM5对2007年3月初强冷空气数值预报结果的对比分析

本文应用MM5模式和WRF模式,对2007年3月3～4日发生在中国渤黄海海域的强冷空气和黄海气旋发生过程的数值预报结果进行了比较分析。该过程产生的大风引发了我国渤黄海沿岸部分地区38年不遇的特大温带风暴潮。分析结果表明,WRF模式和MM5模式都成功地预报了这次强冷空气和黄海气旋共同作用产生的大风过程,与MM5模式对比,WRF模式更好地预报了引起这次大风过程的主要天气系统的位置和移动路径。

我国发布首个涵盖全球的综合业务化海洋学预报系统

我国首个涵盖全球大洋到中国海的综合业务化海洋学预报系统日前发布。国家海洋环境预报中心主任王辉介绍,目前该系统主要由海面风场预报系统、温盐流预报系统、海浪预报系统及两极海冰预报系统构成,预报区域有全球、印度洋、西北太平洋、渤黄东海、南海和两极地区。未来还将陆续推出其他区域和要素的预报,以完善目前的全球预报系统。此外,还将加大中国近海海洋学预报系统的研发和发布力度,实现中心数值预报能力建设新的跨越。

海面风场两层诊断模式试验初步结果

一、引言海面风的计算和预报日益重要,不仅涉及海事安全,而且是波浪数值预报的必要前提。波浪的有效波高和海面风速之间存在着极为密切的关系,这点从理论上和观测事实中均已得到证实。因此,波浪的计算和预报,在很大程度上依赖于海面风场的计算和预报精度。大气边界层内风的结构问题,自莫宁和奥布霍夫(1954)发表相似理论以来。

四维资料同化方法的特点分析和发展趋势

与把任意分布的观测值通过空间和时间插值分析到网格点的方法相比较 ,利用动力关系分析问题 ,其优势性十分明显。在一个能提供时间连续和动力耦合的模式预报方程中 ,有机地结合现在和过去的资料 ,即众所周知的四维资料同化。从目前经常应用的四维资料同化方法出发 ,详细分析了它们的特点和今后四维资料同化方法在预报模式中的应用前景。

有限区域海面风场数值模式的建立

目前,国内外大尺度天气预报数值模式已经取得很大成就,如在预报地面气旋系统的移动和发展等方面。然而,这些模式的铅直分辨率一般不高,通常不包括边界层的动力过程,因而,在预报海面风场上,数值天气预报模式还没有令人满意的效果。目前所用的边界层预报模式尽管具有较高的水平分辨率和垂直分辨率,但要求大量的计算和资料,很难用于日常业务预报;另一种边界层诊断模式。

谈谈数值预报模式

一、什么叫模式 在数值预报中扮演主角的是所谓模式,什么叫做数值预报模式呢?简单地说,模式就是进行预报的数学计算方案。这种方案首先包括预报方程及其适定条件(如边界条件与初始条件);其次是解方程的具体方法;因为求数值解还需设计一定的水平网格;根据预报的要求和资料条件确定适当的空间层次等,这些内容的整体就称为模式。由于这些内容有差别,所以模式也是各种各样的。

海洋渔业志愿船观测数据可用性评估

以船测数据、浮标数据和岸基观测站数据应用为基础,对海洋渔业志愿船的观测数据进行质量评估和可用性评估。结果表明:经过质量控制后的观测数据在近海精细化预报的初始场构建和预报同化应用中,具有高可用性。

美国“气旋全球导航卫星系统”与应用

2019年6月5日,我国在黄海海域利用长征11号运载火箭发射了基于全球卫星导航系统反射信号技术(GNSS-R)的捕风一号A/B试验卫星,实现了我国全天候探测海面风场零的突破,为台风海洋监测预报业务提供重要数据支撑。早在1993年,欧洲航天局(ESA)就提出了GNSS-R概念,2003年,英国灾难监测星座(UK-DMC)卫星利用其搭载的GNSS-R仪器成功获得了海面粗糙度等数据,2014年,英国发射搭载了“海状态载荷”的技术试验验证卫星-1(TDS-1),首次提供延迟多普勒映射(DDM)数据产品,开启了星载反射测量的应用。2016年12月15日,美国国家航空航天局(NASA)利用飞马座-XL(Pegasus-XL)运载火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地成功发射了采用GPS技术改进天基飓风观测能力的“气旋全球导航卫星系统”(CYGNSS)。本文拟对CYGNSS卫星星座的技术指标及其应用情况进行介绍,供读者进一步理解全球导航卫星系统与遥感技术的融合应用。