具有复杂地形适应能力的INCA短临预报系统介绍

INCA是由奥地利国家气象局发展的具有复杂地形适应性的短临集成分析预报系统,也是世界天气研究计划预报示范项目INCA-CE推荐的短临业务系统,已经在十几个国家和地区得到广泛应用。INCA构建高分辨系统地形、地表层指数和垂直坐标系,在分析中结合地面实况和遥感资料,一方面保证分析中实况信息得以准确保留,另外一方面利用遥感资料来提供基于实况插值的空间结构。INCA短临预报中使用了经典的相关运动矢量外推方法,并引入了地形影响方案。由于INCA系统实现了对山区地形的精细化描述,进而充分考虑了地形对要素场的影响,INCA在地形复杂的山区具有一定优势,在有着山洪地质灾害隐患的地区将能发挥较好的短临预警作用。INCA在强对流预报中发展了基于INCA分析场对流参数组合和卫星产品的决策算法来实现对流生消预报。还发展了一个雷暴大风物理参数化预报方案,主要基于雷达观测和短临预报来估算降水粒子载荷和负浮力,进而预报雷暴大风。对INCA分析和预报进行了验证检验,在短临时段对数值模式有明显提升,INCA对流算法对纯外推预报有所改进。

一种改进的降水临近外推预报技术方法研究及效果检验

中尺度模式对于0~2h的预报存在起转问题,因此外推预报成为0~2h临近预报中不可或缺的技术方法。目前INCA(Integrated Nowcasting through Comprehensive Analysis System)降水外推预报中,外推矢量扰动由外推矢量随时间的变化确定,即相邻时次外推矢量差确定,本文统计2017年7月江淮地区(29°~35.5°N,114°~120°E)INCA系统相邻10min外推矢量偏差来代表外推矢量随时间变化。若降水向东北方向移动,则外推矢量方向规定为东北方向。统计结果表明:①对于江淮地区,外推矢量以东北方向和西南方向偏差为主,外推矢量越大,其偏差的大小越大;②从外推矢量方向看,东北方向外推矢量占绝大多数(73%),可能是因为绝大多数降水发生在槽前形势下,引导气流为西南风。基于外推矢量偏差统计样本,随机生成多个符合外推矢量偏差分布的外推矢量扰动,得到多个不确定的外推矢量,将INCA确定性外推预报变为0~2h降水外推集合预报,采用均方误差(MSE)、TS评分、BIAS评分和Brier技巧评分等方法,对集合预报结果检验表明:随着预报时效增加,集合预报比确定性预报的优势更明显。因此,考虑外推矢量的不确定性可以提高降水外推预报准确率。