采用增长模培育(Breeding of Growing Modes,BGM)法开展有限区域模式短期集合预报研究,亟需解决的问题是集合预报扰动的发展及演变。因此论文结合经典的适时缩放培育思想,利用增长模培育法,基于WRF3.6模式(采用WRF-ARW),开发和构建了一...采用增长模培育(Breeding of Growing Modes,BGM)法开展有限区域模式短期集合预报研究,亟需解决的问题是集合预报扰动的发展及演变。因此论文结合经典的适时缩放培育思想,利用增长模培育法,基于WRF3.6模式(采用WRF-ARW),开发和构建了一个包含水平风场、垂直速度、位温扰动、位势扰动和水汽混合比共6个基本物理量的区域短期集合预报系统(WRF-EPS)。在此基础上,以2016年6月整月我国南方大范围暴雨为样例,针对扰动发展与演变的典型问题进行了探讨。试验结果表明:1)模式大气高、中、低三层的物理量扰动增长可以分为两个阶段,第一阶段为扰动快速线性增长,该阶段内扰动快速完成全部涨幅;第二阶段为非线性稳定阶段,从快速线性增长过渡到非线性稳定阶段大约需要24 h。2)各物理量的扰动增长率、相关系数以及增长模进入非线性稳定阶段的时间大致相同,但对于同一等压面不同物理量或同一物理量不同等压面,每个参数达到非线性稳定后的数值大小及演变规律存在差异,且随时间演变均伴有日内振荡现象。3)对于扰动振幅相同但初始随机模态不同的初值集合,不同随机模态对扰动培育的影响主要是在扰动的非线性稳定阶段,而在快速的线性增长阶段,它们之间的差异很小。4)对于初始随机模态相同但振幅不同的初值集合,不同扰动振幅对扰动演变的影响主要是在扰动的快速线性增长阶段,而在非线性稳定阶段,它们之间的差异很小,并且不同初始振幅对扰动进入非线性稳定阶段的时间基本没有影响。展开更多
本文采用物理过程扰动方法,针对中国东南地区建立了基于Weather Research and Forecas-ting(WRF)模式的短期集合预报系统.利用美国国家环境预报中心全球数据同化系统的高空资料和预报区域内1000多个站点(包括基准站、基本站和一般站)的...本文采用物理过程扰动方法,针对中国东南地区建立了基于Weather Research and Forecas-ting(WRF)模式的短期集合预报系统.利用美国国家环境预报中心全球数据同化系统的高空资料和预报区域内1000多个站点(包括基准站、基本站和一般站)的地面观测资料对短期集合预报系统2010年5、6月份的预报结果进行了检验,分析了物理过程参数化方案和集合平均方法对气象要素预报效果的影响.结果表明:基于WRF模式的短期集合预报系统对我国东南地区高空及地面要素有一定的预报能力.从单个模式成员和集合平均的结果来看,在整个预报时段(60h)内都能较好地预报;不同高度上的气象要素和不同量级的降水对物理过程参数化方案的敏感性不同,预报效果也存在差异.集合平均方法对于大部分气象要素场的预报效果超过单个模式成员.展开更多
文摘采用增长模培育(Breeding of Growing Modes,BGM)法开展有限区域模式短期集合预报研究,亟需解决的问题是集合预报扰动的发展及演变。因此论文结合经典的适时缩放培育思想,利用增长模培育法,基于WRF3.6模式(采用WRF-ARW),开发和构建了一个包含水平风场、垂直速度、位温扰动、位势扰动和水汽混合比共6个基本物理量的区域短期集合预报系统(WRF-EPS)。在此基础上,以2016年6月整月我国南方大范围暴雨为样例,针对扰动发展与演变的典型问题进行了探讨。试验结果表明:1)模式大气高、中、低三层的物理量扰动增长可以分为两个阶段,第一阶段为扰动快速线性增长,该阶段内扰动快速完成全部涨幅;第二阶段为非线性稳定阶段,从快速线性增长过渡到非线性稳定阶段大约需要24 h。2)各物理量的扰动增长率、相关系数以及增长模进入非线性稳定阶段的时间大致相同,但对于同一等压面不同物理量或同一物理量不同等压面,每个参数达到非线性稳定后的数值大小及演变规律存在差异,且随时间演变均伴有日内振荡现象。3)对于扰动振幅相同但初始随机模态不同的初值集合,不同随机模态对扰动培育的影响主要是在扰动的非线性稳定阶段,而在快速的线性增长阶段,它们之间的差异很小。4)对于初始随机模态相同但振幅不同的初值集合,不同扰动振幅对扰动演变的影响主要是在扰动的快速线性增长阶段,而在非线性稳定阶段,它们之间的差异很小,并且不同初始振幅对扰动进入非线性稳定阶段的时间基本没有影响。
文摘本文采用物理过程扰动方法,针对中国东南地区建立了基于Weather Research and Forecas-ting(WRF)模式的短期集合预报系统.利用美国国家环境预报中心全球数据同化系统的高空资料和预报区域内1000多个站点(包括基准站、基本站和一般站)的地面观测资料对短期集合预报系统2010年5、6月份的预报结果进行了检验,分析了物理过程参数化方案和集合平均方法对气象要素预报效果的影响.结果表明:基于WRF模式的短期集合预报系统对我国东南地区高空及地面要素有一定的预报能力.从单个模式成员和集合平均的结果来看,在整个预报时段(60h)内都能较好地预报;不同高度上的气象要素和不同量级的降水对物理过程参数化方案的敏感性不同,预报效果也存在差异.集合平均方法对于大部分气象要素场的预报效果超过单个模式成员.