美国气象学会第20届中尺度过程会议和第28届数值预报会议概述

精准天气预报的核心对象是中小尺度天气。强降水和强对流天气的精准预报是世界性难题。2023年美国气象学会第20届中尺度过程会议和第28届数值预报会议关注强对流天气等中尺度过程的精细机理研究、超高分辨率数值模拟、物理过程、资料同化技术、一体化模式系统等。提升该类天气的精准预报能力的科学基础是继续深入认识其物理规律和机制,核心是发展先进的精细数值天气预报模式、资料同化技术及其后处理技术等。

广西对流尺度数值预报模式产品在南宁的应用初探

利用广西对流尺度数值预报模式的部分产品、1h广西区域自动站气象观测资料、850hPa及500hPa实况形势场、雷达组合反射率资料、雷达外推客观预报产品,采用时间横向、纵向对比法,通过选取典型个例,对广西对流尺度数值预报模式产品(主要针对降水及雷达组合反射率产品)与实况进行分时段对比分析,并研究模式偏差的可能原因。结果表明,在0~3h中广西对流尺度数值预报模式产品比雷达外推客观预报产品可用性低,3~6h(特别是4~6h)段可用性明显增加;模式非整点逐12min产品比整点产品模拟结果更接近实况;在明显系统影响下,能提前4~6h准确预报出对流演变趋势,对局地降水也有很好指示意义,但范围和位置有偏差,有一定空报;在弱系统影响下,能提前4~6h较准确地预报出局地强降水的演变,对短时预报预警有积极的参考意义,但局部降水强度存在较明显偏差,范围偏大,空报较多;对锋面造成的大风演变有很好的指示意义。

基于中尺度数值模式的分类强对流天气预报方法研究

针对雷暴大风、短时强降水、冰雹和龙卷等强对流天气短期预报,采用0.25°×0.2°每天4次日本气象厅(JMA)东亚地区再分析资料计算的百余类对流参数(物理量)及其15 d滑动平均值,根据"邻(临)近"原则对江苏2001—2009年2—9月各类强对流天气进行时间和站点的匹配后,应用相对偏差模糊矩阵评价技术,对上述对流参数进行权重分配和逐次筛选,获得了既体现强对流与气候平均态间明显差异,又体现自身相对稳定的特征对流参数序列。同时,根据历史分类强对流个例中各特征对流参数的频谱分布获得各对流参数的频率分布分段函数,然后基于中尺度数值模式预报的对流参数,综合历史频率分布和权重分配,构建了分类强对流天气预报概率,并以优势概率作为分类判据,做出强对流分类预报。最后建立了业务化系统,以全自动方式提供分类强对流客观预报产品,投入到日常业务和南京青年奥林匹克运动会气象保障服务工作。

季风槽环境中暴雨中尺度对流系统的分析与数值预报试验

应用地面降水观测资料、卫星云图、雷达回波以及NCEP再分析资料,对华南沿海受季风槽影响下发生的一次持续性暴雨的中尺度对流系统(MCS)进行分析,并探讨采用数值模式对中尺度对流系统降水进行预报的可能性。分析表明,暴雨由多个相继发展的中尺度对流系统造成。在相似环境中,不同中尺度对流系统发展形态和水平尺度有较大差异,最大可组织发展成α中尺度对流复合体(MCC),但一般为β中尺度线状或带状对流系统。对其中发展形态分别表现为椭圆形中尺度对流复合体(MCS-2)和带状β中尺度对流系统(MCS-4)的对比分析发现,对流的起始发展均发生在夜间,与季风槽中低空急流的南风脉动有良好对应关系。基于临近探空资料的诊断发现,被认为对中尺度对流系统组织发展有指示作用的关键物理量如对流有效位能(CAPE)和风垂直切变难以区分不同中尺度对流系统的发展形态和趋势,探空资料的代表性将影响诸如"配料法"等暴雨客观预报方法的建立和应用。利用华南区域中心GRAPES(GRAPES_GZ)数值模式对两个中尺度对流系统进行的模拟预报结果表明,采用数值模式对中尺度对流系统降水进行显式预报已成为可能。比较而言,3 km水平分辨率模式可以更好地预报出暴雨的发生,但结果对是否调用对流参数化(CP)方案敏感。尽管不依靠对流参数化方案模式能够较好地预报出中尺度对流系统初始降水的发生,但会过度预报发展成熟后的降水。模式中如何描述中尺度对流系统对流的组织发展机制、如何处理对流参数化方案的"灰色区分辨率"问题需要仔细考虑。

对华南对流云中过冷云水-飞机积冰的直接气象因子的中尺度数值预报试验

利用“海峡两岸及临近地区暴雨试验”(HUAMEX)加密观测资料和MM5湿物理显式方案模拟研究了1998.5.23～24自粤北移向南海海岸冷锋前对流云团中的云物理过程,给出了造成飞机积冰的直接气象因子-云中过冷水的空间分布和随时间演变及其与水汽、冰相(冰晶、霰、雪)、垂直气流的相互关系。结果显示,当对流较强因而产生冰相后,由于冰粒子与过冷水间的碰并及过冷水滴蒸发,过冷水迅速减少;当对流较弱因而只有液相云水而无冰相加入时,过冷云水维持。模拟试验显示具有完善湿物理显式方案的高分辨非静力平衡中尺度数值模式MM5可用于对飞机积冰的直接气象因子-云中过冷水的数值预报。

统计降尺度法在数值预报产品释用中的应用

目前数值模式输出的空间分辨率较低,缺少区域信息,很难对区域气候做精确的预测。降尺度方法通过把大尺度、低分辨率的数值模式输出信息转化为区域尺度的地面气候变化信息(如气温、降水),从而达到弥补数值模式预测区域未来气候变化不足的目的。这种做法的基础在于区域气候变化是以大尺度(如大陆尺度甚至行星尺度)气候为条件的。统计降尺度法以大尺度数值预报产品为预报因子,利用历史资料建立区域预报量与大尺度预报因子之间的统计模型,实现对数值预报产品的释用。在系统论述统计降尺度法的基本原理、一般步骤的基础上,初步探讨统计降尺度法在中期天气预报方面的应用。

中尺度数值预报产品在人工增雨作业中的释用

利用中尺度数值模式MM5的预报产品进行释用,得到不同预报时段多个适合于人工增雨作业方案制定的特殊产品:不同等温层的高度场、流场、水汽场,云顶、云底高度场,云中含水量等,并建立了服务于人工增雨作业的中尺度数值预报业务系统,可为人工增雨作业提供指导。

广西对流尺度数值预报数据传输系统的设计与实现

数值天气预报在防灾减灾工作中发挥了越来越重要的作用,为了保障广西对流尺度数值预报产品的传输质量与时效,搭建了广西对流尺度数值预报数据传输系统。文中阐述了该系统的设计思路,并对网络部署、服务器搭建、数据自动收发、传输过程的实时监控等关键技术进行详细介绍。系统的业务运行分析评估结果表明,该系统GIF和Grib数据的整体传输时效分别为8min和5min,数据完整性高、利于用户便捷高效地获取数据,能够实现运行状态自监控且运行稳定。

T213数值预报产品在一次秋末冬初局地强对流天气过程中的分析

1引言2004年11月10日下午，受低层切变线和冷空气扩散南下影响，福建省中南部的连江、漳平、上杭等地出现了冰雹，连江出现的冰雹直径为8毫米，漳平出现的冰雹直径达到10毫米。

用积云参数及数值预报产品作对流性降水量模拟试验

应用部分实时资料和数值预报输出产品，以积云参数化为基础，依据湿绝热过程中饱和湿静力能量守恒原理，并通过克拉贝龙方程转换，实现积云形成所需水汽凝结量及积云面积比等积云参数的计算，进而实现对流性降水量的模拟计算。对计算值再做经验订正，建立对流性降水量的经验预报公式。

广西对流尺度数值天气预报模式系统建设与效益评估

广西现运行的对流尺度数值天气预报模式系统基于华南短临预报模式CMA-GD(R1)经本地化开发建立。介绍了该模式系统所采用的新技术:包括三维静力参考大气、迭代式SISL方案、多进程并行I/O、并行Nudging同化等,分析了业务运行情况及模式预报初步检验结果。应用实践证明,模式系统可以高效稳定运行,提供了逐12min更新、预报时效为6h的模式预报产品,为强天气短时临近预报提供参考。

大中尺度数值预报产品结合制作短期降水预报

本文讨论大尺度数值预报产品与中尺度数值预报产品结合制作大同市夏季短期降水预报，提高预报准确率。

2011-05-01强对流天气过程中数值预报产品的释用

该文利用高空、地面及自动观测站资料,对ECMWF、T639等数值预报产品在2011年4月30日—5月2日贵州发生大范围的强对流天气过程进行检验分析。分析结果表明:数值预报产品对此次强对流天气过程的影响系统、影响时间、影响区域等都进行了较准确的预报,其中24 h预报场普遍精于48 h预报,且20:00时初始场的48 h预报较08:00时的更准确。在日常预报工作中,可结合前日及当日08:00时起报场进行分析,是跟踪影响系统和分析系统影响时间的必备条件,对提高强对流天气预报的准确率有重要作用。

“2004.7.21”广西柳江流域致洪暴雨的中尺度数值模拟及几种数值预报产品分析

利用非静力中尺度数值模式MM 5V 36对2004年7月21日广西柳江流域致洪暴雨过程进行数值模拟并对几种数值预报产品进行分析,结果表明,MM 5V 36模式对这次过程具有较强的模拟能力,数值预报产品能为防汛抗洪决策服务提供有力的参考依据。

辽宁中尺度数值模式产品和T213产品对比检验分析

利用国家级的气象预报产品质量客观检验评价系统,对辽宁中尺度模式预报MM5和T213数值预报的结果分别进行检验分析。检验类型分为历史资料检验和实时资料检验,检验要素包括地面降水、气温和高空500 hPa环流。检验结果显示,对于降水、气温的预报MM5模式预报检验结果优于T213数值预报,而对于500 hPa环流的检验结果T213更可信。

基于GIS的数值预报降水产品精细化方法研究

以中尺度数值预报模式MM5为基础,将其降水预报结果提供给地理信息系统ArcInfo平台,各气象站点降水预报结果被转换成数据点图层,然后通过样条插值法生成网格图层,再与具有甘肃省、市、县级边界以及各县乡镇点位置的基础数据图层叠加,用不同颜色表示预报降水量级的大小,最后分区、县及落点三级标准分别生成甘肃降水预报精细化产品。通过实例检验,表明该产品无论在降水分布、量级,还是降水趋势的预报上均与实况基本吻合,对过程降水、局地强对流天气及定点、定量、定时降水预报均有一定的参考价值。这样,将降水预报产品与地理信息系统GIS相结合,不但实现了甘肃降水预报产品的数字化和可视化,而且精度高、效果好。

沈阳区域气象中心中尺度数值预报业务系统的改进与拓展

介绍了改进后的沈阳区域气象中心中尺度数值预报业务系统的产品和运行情况。沈阳区域气象中心中尺度数值预报业务系统于 1997年投入业务运行 ,目前已从最初的仅提供降水预报产品 ,发展到能提供降水预报、热带气旋路径预报、空气污染气象条件预报、人工增雨服务指导产品和城市环境气象业务预报所需的基本气象要素预报等多种业务所需的预报产品。业务系统每日两次自动运行 ,预报产品直接进入MICAPS、Vis5d、Grads绘图系统 ,进行图形显示 ,并直接进入区域气象中心局域网上的中尺度数值预报网页。目前 ,本系统的预报产品已经成为预报员每日必看的参考工具 ,经沈阳中心气象台评定 ,2 0 0

中尺度业务数值预报试验模式系统原理和应用（二）模式物理过程

中尺度业务数值预报试验模式系统原理和应用（二）模式物理过程陈伟民，王强（兰州中心气象台７３００２０）物理过程是中尺度模式的重要组成部分，主要涉及到行星边界层物理过程、地面能量平衡、水汽循环等问题。中尺度业务数值预报试验模式系统（简称ＭＯＮＦＥＭＳ）的...