ECMWF高分辨率数值预报2 m温度产品在铜仁市的适用性分析

将ECMWF高分辨率数值(简称EC-thin)2 m温度产品与铜仁地区3个国家基本站的观测资料进行比较分析,以检验该产品在铜仁地区的适用性。本文分别采用分月统计和分段统计的方式比较温度实况值与预报值的差值绝对值。结果显示,EC-thin 2 m温度产品对低温的预报效果优于高温;低温预报效果5月最优,高温11月最优;72 h的低温预报效果要优于24、48 h,24 h的高温预报效果优于48、72 h;当预报值为10~20℃时,差值最低,仅为0.3℃。

区域高分辨率数值预报检验评估系统

近年来我国区域高分辨率数值预报业务发展迅速,目前传统检验方法已不能满足高分辨率模式降水检验评估需求。区域高分辨率数值预报检验评估系统在吸收降水传统检验方法优势的同时,融入基于降水发展演变过程的检验评估方法,旨在建立一套适用于高时空分辨率观测资料的精细化降水检验评估系统,为促进区域模式改进和高分辨率数值预报产品的偏差理解提供了重要参考,也为理解区域数值预报的模拟能力及其偏差提供了新的视角。

ECMWF高分辨率模式降水预报能力评估与误差分析

利用2015—2017年6—8月ECMWF高分辨率模式(ECMWF-Hi)的加工产品,结合我国2400多个国家级气象站逐小时降水观测资料,对ECMWF-Hi产品24h降水预报的准确度、集中度和相关性进行了评估,并与ECMWF集合预报模式(ECMWF-EPS)24h降水预报产品进行比较。为更好地描述预报的集中度,避免单纯用标准差比或平均值比刻画预报集中度的缺陷,建立一个综合标准差和平均值的R指数,用之定量描述模式预报的集中度。结果表明:(1)ECMWF-Hi在均方根误差的检验方面并未表现出优势;而分辨率较低的ECMWF-EPS集合平均预报误差最小。(2)ECMWF-Hi对研究区域降水预报的集中度的整体描述较为准确,离散度与观测较为相似,预报期望也与观测降水的期望最接近,ECMWF-Hi比ECMWF-EPS的集合控制预报与集合平均对观测降水集中度的刻画较为准确。(3)研究区域内各站点R指数分布表明,ECMWF-Hi与ECMWF-EPS控制预报、平均预报相比,对平均值预报不足的站点较多,且这些站点的预报集中度普遍大于观测,ECMWF-Hi的降水预报更接近观测降水。(4)评估应用结果表明,R指数不仅能定性评估模式的集中度,也可定量描述集中度大小。

热带高分辨率模式(TRAMS-V3.0)技术方案及其系统预报性能

在原模式版本TRAMS-V2.0的基础上,通过对三维静力参考大气、拉格朗日矢量投影、云降水物理和辐射等技术方案进行改进,并且针对高分辨率模式易产生强垂直运动和小尺度扰动等问题,引入水平扩散、垂直运动耗散等技术方案,同时优化模式动力物理过程各功能块的调用方式和一些技术参数,最终形成适合热带高分辨率的模式版本TRAMS-V3.0。批量测试表明,新版模式TRAMS-V3.0的预报性能明显优于TRAMS-V2.0,新版模式不仅对形势场和地面要素的预报误差较小,而且各量级降水预报的准确率也比较高,如48小时2 m温度预报RMS由原来的2.4℃降低为1.8℃,晴雨48小时预报准确率由原来的0.736提高到0.810等。基于TRAMS-V3.0建立的预报系统,实时业务应用中展现了系统在晴雨、暴雨、地面要素等方面预报的优势。并针对暴雨空漏报等问题进行了初步的分析,提出下一步技术改进的设想。

边界层参数化方案中局地与非局地混合在高分辨率数值预报模式中的作用和影响

为研究不同边界层参数化方案以及局地混合作用和非局地混合作用在高分辨率数值预报中的作用与影响,基于第二代华东区域中尺度数值预报系统,对两次暴雨天气过程进行了模拟。通过对模拟结果中各边界层物理量进行对比分析,主要结论如下:(1)参数化方案中非局地作用越强,模拟出的边界层垂直湍流混合作用越强,混合层深厚,其中动、热能和水汽的垂直输送也较强,位温垂直廓线在白天也更为稳定。(2)非局地混合作用在强降水过程中使湍流混合作用更强,可产生更多降水,其对大雨及以上量级的降水效率影响最大,局地混合作用对小量级的降水效率影响较大。(3)使用了边界层参数化方案后近地层物理量的日变化较未使用边界层参数化方案时更加明显;而海洋区域各方案均无明显日变化。

中国海高分辨率业务化风暴潮模式的业务化预报检验

国家海洋环境预报中心建立了中国海高分辨率风暴潮数值预报模式,模式在水平分辨率和网格的嵌套方面都较以往的业务化模式有改进和提高。自2003年起将模式投入业务化运行以来,连续三年共对11个台风风暴潮过程进行了跟踪预报,并将数值预报结果与实测资料相对比。本文将对预报模式三年来的预报结果进行检验。

高分辨率业务数值预报模式的进展

随着计算机的飞速发展,当然还有人们对大气运动过程的深入了解,数值天气预报在两个方面将得到迅速发展,这就是预报时效的延长和预报准确度的提高.欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的十天业务预报早已闻名于世.它的中期预报产品已广泛应用于世界各主要气象中心并取得十分有效的经济和社会效益.

高分辨率数值模式在强对流天气预警中的业务应用进展

结合高分辨率数值模式的业务发展及笔者在使用高分辨率数值模式中的一些经验,分析和总结高分辨率数值模式在强对流天气预报和预警中的国内外应用现状和发展趋势,并通过2014年一次强风雹过程的产品应用分析,指出高分辨率模式产品在业务应用中的两大优势:增加预报员的预期能力;有助于精细化预警和延长预警时效。论文还探讨了高分辨率数值模式在业务应用中需要注意的问题。最后,就我国天气预警业务如何快速从"基于观测分析"向"基于模式预报分析"过渡提出了一些建议,包括尽快建立灾害性天气测试平台、重视高分率数值模式的产品后处理研发和加强针对预报员的数值预报理论及相关技术培训。

一次梅雨暴雨的高分辨率数值模拟研究

对移植欧洲高分辨率有限区数值模式（ＨＩＲＬＡＭ）在我国的适用性进行了研究，解决了青藏高原对高分辨率欧洲模式引入中所造成的问题。利用该模式模拟了１９９１年江淮流域严重洪涝时期一次梅雨暴雨过程的中尺度特征，并揭示了青藏高原涡与西南涡的不同特点及其对形成特大暴雨中尺度系统的影响。这对于进一步了解梅雨暴雨的形成和演变机理及其预报等有一定意义，并具有广泛的应用前景。

有限区域高分辨率模式的改进、发展及试验

对复杂地形条件下嵌套细网格数值模式进行了改进和发展，使之成为水平格距为５０ｋｍ，垂直分层为１１层的高分辨率模式。同时对其物理过程如积云对流参数化、边界层物理等也进行了改进，并将该模式程序优化为能在计算机工作站和微机上进行业务运行的数值预报系统。试验结果表明，改进的高分辨率模式不论对雨区范围的分布还是对暴雨中心值的预报一般都优于原模式。降水评分的Ｔｓ值高于原模式。

非静力中尺度高分辨率模式模拟中的垂直坐标影响研究

近几年来,随着高性能计算机技术的高速发展,甚高分辨率的中尺度数值预报模式业务应用已成为可能,与之相关的一系列模式技术的新问题也随之提了出来,垂直坐标系的影响就是其中之一。文中借助于美国新一代数值预报模式WRF(WeatherReseachandForecast),比较了非静力中尺度模式高分辨率模拟应用的垂直坐标影响问题。研究表明,当选用几何高度(z)和气压(p)来构造地形追随坐标时,低层两坐标引起的误差基本一样,中高层高度地形追随坐标引起的误差小于气压地形追随坐标;而且分辨率越高差异愈大。高分辨率模拟结果也表明,这种差异趋势是存在的;此外,本文对天气过程的预报要素场进行了相关的分析。

成都区域气象中心高低分辨率η模式降水预报检验分析

利用成都区域气象中心 η坐标模式 ,对 2 0 0 2年汛期及主要降水过程进行了 η坐标模式降水预报检验 ,对典型个例进行了详细的分析。结果表明 :模式对夏季区域性过程有较强的预报能力 ,模式预报雨量中心强度有 5 0 %与实况相差小于 2 5毫米。模式对晴雨预报有较好的指导意义 ,对降水强度的预报通常偏弱 ,对落区的预报位置易偏西、偏北。模式易漏报不易空报 ,当模式预报有较大量级的降水时 ,实况出现的概率很大 ,但要注意落区的位置。高分辨率模式在降水中心强度的预报较低分辨率模式接近实况 ,低分辨率模式在降水落区和中心位置预报上较接近实况。

基于ECMWF细网格风场的台风“烟花”与飓风“艾达”风暴潮数值预报检验与分析

基于已调试验证的全球风暴潮数值预报模型,采用ECMWF细网格预报风场对2106号台风“烟花”和Al2109号飓风“艾达”开展风暴潮数值预报检验和分析。结果表明:台风“烟花”48 h和24 h台风预报路径、强度与实测相近,各潮位站48 h和24 h预报平均绝对误差分别为0.49 m和0.22 m,平均相对误差分别为30.17%和12.56%;飓风“艾达”48 h和24 h台风预报路径较实况偏西,预报强度低于实测,各潮位站48 h和24 h预报平均绝对误差分别为1.14 m和0.49 m,平均相对误差分别为61.29%和25.17%。分析风暴潮数值预报误差的原因发现:ECMWF细网格风场对风圈庞大且强度变化较慢的大型台风“烟花”的预报准确度高,而对短时间强度爆发型飓风“艾达”的预报准确度稍显不足,导致台风“烟花”风暴潮预报的误差明显小于飓风“艾达”。ECMWF细网格风场可以成为驱动风暴潮数值预报的有益补充,建立模型风场与ECMWF细网格风场的融合风场将会进一步提升风暴潮预报精度。

ECMWF数值产品在热带气旋(TC)路径预报中的应用分析

将三次样条插值方法应用到欧洲中期天气预报中心(ECMWF)海平面气压场(MSLP)、850 hPa涡度场和风场,对2004—2008年西北太平洋(WNP)和南海(SCS)所有编号热带气旋(TC)进行路径预报。结果表明:基于850 hPa涡度场的TC预报效果好于气压场预报,而综合考虑850 hPa涡度场、风场和海平面气压场的预报效果最好,且有效预报次数更多。与中央气象台(CMO)主观定位及预报对比发现:ECMWF客观预报的0 h的TC平均路径误差为79.9 km,24 h平均客观预报误差大于中央气象台的主观误差,而48～96 h则小于中央气象台的主观误差;误差年际变化分析表明:主观预报水平进步缓慢,而客观预报水平进步明显。ECMWF客观预报效果优于中央气象台效果差的主观预报。

ECMWF驱动场谱逼近对浙江超强台风“利奇马”(2019)精细化数值预报的影响

为提升高分辨率区域数值天气预报模式性能,基于高质量的ECMWF全球预报模式产品和动力谱逼近方法优势,本文以2019年重创浙江的超强台风“利奇马”为例,探讨了ECMWF驱动场水平风场谱逼近技术对浙江台风精细化预报性能的影响。结果表明:(1)谱逼近对路径预报影响较明显,逐小时路径误差最大修正可达80 km。谱逼近的垂直层次选取对于谱逼近效果有一定影响,总体上800 hPa高度以上谱逼近对台风路径和强度预报改进最佳。(2)谱逼近对浙江台风大风和强降水精细化预报均有大幅改进,对于8级以上大风ETS评分平均改进率为8.0%,最大改进率达20.8%;对最强日降水的暴雨、大暴雨以上降水TS评分改进幅度达11.8%、26.2%。(3)谱逼近对台风路径西偏和浙西南风雨高估的改进主要与对流层形势场及台风引导气流修正、近地层风力减弱、局地山脉地形降水增幅作用减弱有关。

一个新的高分辨率洪涝动力数值监测预报系统

基于简单的分布式水文模型CREST和多种卫星遥感资料及站点观测资料等，建立了一个高分辨率的动力数值洪涝灾害预报系统．该系统包含数据输入、水文模型、模式输出以及结果验证4部分．数据输入使用了高分辨率卫星遥感DEM等地表下垫面数据作为边界条件，使用时空分辨率和精度都较好的CMORPH卫星遥感降水资料作为驱动数据，驱动分布式水文模型CREST实时运行，以监测和预报中国地区尤其是无站点观测或者站点较少地区的洪涝灾害．对2008—2011年的水文基本变量后报结果结合不同流域水文站点的水文过程线分析验证表明，水平空间分辨率1km的系统能够较好地后报中国地区的基本水文过程，能够较好地后报如实际蒸散发、土壤湿度、地表径流等基本水文变量；系统能够较好地模拟和后报河道径流量涨落过程；能够较好地后报洪峰及其对应的流量．同时，经过几次洪涝灾害事件的分析验证，表明系统能较好地监测、预报洪涝发生的时间及其影响的范围，从而可以为防灾减灾提供参考依据．

Ecmwf数值预报产品变量的计算和应用

利用VB6 0编程建立一应用程序 ,用于Ecmwf数值预报产品变量的计算 ,程序在micaps系统中自动运行 ,输出结果定义成综合图后展现在mi caps平台上 ,供预报员分析应用。

ECMWF数值预报针对一个网格点的效果检验

本文仅对离本站最近的ECMWF数值预报的85 0hPa温度、5 0 0hPa高度和 10 0 0hPa海压 1个网格点(30°N ,10 5°E) 1年的数值预报效果进行了检验。

应用ECMWF数值预报资料制作台风路径的客观预报

近年来数值天气预报获得重大进展,特别是欧洲中期数值预报中心的500hpa高度场的形势预报,具有较高的预报准确率,经过多年的实际业务应用,得到广大预报人员的高度评价和充分信任。因此,我们决定选择欧洲中心的500hpa高度场的数值预报作为完全预报场,制作台风路径的客观预报。

淮安市淮安区ECMWF数值预报在中期天气过程中的应用分析

ECMWF数值预报资料在县(区)气象台预报服务中应用广泛,具有形势场预报较为稳定、要素场预报较为精细的特点。随着服务需求的提高,对中期天气过程的预测日益重视,因而对ECMWF数值预报的中期预测进行系统的分析至关重要。本文分析了ECMWF数值预报的晴雨、降水季节、月预报特征,讨论了各季节的中期过程预报的难点,以期为ECMWF数值预报在中期天气过程中的应用提供参考。