基于全球模式检验结果的海上台风初始场重建技术研制和应用

ECMWF和GFS全球模式对2016—2019年影响浙江台风路径和强度预报的评估结果表明:ECMWF模式对路径预报总体优于GFS模式,而GFS模式对强度预报更具优势。为提高台风数值预报性能,基于该评估结论提出了一种业务可行的台风初始化方案。该方案基于ECMWF和GFS分析场及洋面台风观测资料,利用台风涡旋分离技术,将从GFS分析场分离得到的涡旋场进行重定位和最大风速调整,然后与从ECMWF分析场中分离得到的大尺度环境场重新叠加融合,实现了台风初始场重建。针对近年14个影响浙江台风个例,应用台风初始场重建技术的中尺度数值天气预报业务模式的回报试验表明:经过初始场重建后,模式预报结果能兼顾ECMWF模式的路径预报优势和GFS模式的强度预报优势,有效改进了台风路径和强度预报性能。新方法的路径预报绝对误差较GFS模式驱动的中尺度模式预报结果减少21 km,标准差降低26.6 km;新方法的强度预报绝对误差较ECMWF模式驱动的中尺度模式预报结果减少1.7 m·s^(-1),标准差降低2.3 m·s^(-1)。对超强台风利奇马典型个例的进一步分析得到,初始场重建技术对大气环流特征和台风暖心结构模拟均有较好的修正能力。

多时刻台风Bogus资料同化对台风“天鹅”的影响

基于GRAPES(Global/Regional Assimilation and Predition System)三维变分同化系统,设计在6小时内分别应用三小时一次和逐小时的台风定位和定强信息对台风进行多次BDA(Bogus Data Assimilation)同化,在多次BDA中只同化近似程度高的涡旋风分量而近似程度较差的辐散风分量则通过多次调整和协调逐步向涡旋风适应。多次BDA能逐步调整台风位置并且在同化过程中随着台风位置更接近实况,使得台风周围流场更趋合理。采用多次BDA方案对"天鹅"(0907)台风进行数值试验,结果表明多次同化方案能逐步改进台风中心附近的环流场信息,与一次BDA相比,得到的初始场结构更协调,对台风的路径和降水预报也有一定改善。