基于T213/L31并行计算和数值天气预报研究

介绍了并行计算和数值天气预报的发展概况;给出了并行算法的一般设计方法;分析了数值天气预报并行计算的可行性;最后介绍了T213/L31的基本原理,计算流程并分析其并行实现的可行性。

T_(213)数值预报产品在高原天气预报中的应用

根据T2 13数值预报产品与高原上 12个站点对应时次的高度、温度资料 ,进行了误差和相关分析 ,并在此基础上 ,选择和本地相关较好的因子 ,建立了晴雨判别预报模型 ,历史拟合和试报效果较好。

基于T213集合预报的极端天气预报指数及温度预报应用试验

本文基于中国T213集合预报系统资料,借鉴欧洲中期天气预报中心极端天气预报指数的数学处理方案,在分析T21 3模式数据特征的基础上,研究了T213集合预报系统极端天气预报指数的数学处理方法,建立了适合T213集合预报模式的极端天气预报指数,并利用该指数对2008年1月极端低温天气进行了预报试验和评估检验,分析模式气候累积概率分布生成方法对极端天气预报指数的影响,得到以下结论:(1)确定了利用T213集合预报系统所有预报成员生成的模式气候累积概率分布计算极端天气预报指数;(2)利用TS评分确定极端天气预报指数发布极端低温预警信号的阈值为-0.3并进行预报试验。试验结果表明,极端天气预报指数对极端低温天气具有较好的识别能力,可提前3～5天发出极端低温预警信号。利用相对作用特征曲线对极端天气预报指数识别极端天气的技巧进行评估检验,检验结果显示,基于T213集合预报生成的极端天气预报指数对极端低温的预报存在正的识别技巧,随着预报时效的延长,识别技巧逐渐降低。(3)评估不同模式气候累积概率分布对极端天气预报指数识别极端低温天气技巧的影响,结果表明:产生模式气候累积概率分布的模式数据误差一致性是关键因素。

T213数值预报模式及产品分析

首先介绍了我国数值预报和T213模式的基本情况,并将T213模式的主要技术特征与T106进行了比较;然后对T213预报产品进行了对比分析,并对T213的应用前景和再改进进行了展望.

欧洲ECWMF模式与我国T213模式夏季预报能力的对比分析检验

T213 L31模式(简称T213)是中国国家气象中心在T106L19谱模式的基础上建成的第四代全球中期数值天气预报系统,它于2002年9月1日起投入业务使用。本文根据世界气象组织(WMO)基本系统委员会(CBS)1985年特别会议推荐的数值预报标准化检验方案,采用欧洲中期数值预报模式ECWMF和国家气象中心T213数值预报模式的500 hPa位势高度、850 hPa温度预报格点资料和客观分析实况格点资料,对东亚区域2002年和2003年夏季时段内两种模式的预报能力进行对比分析检验。所得结果表明,ECWMF预报的环流场中的低压槽在102°E以东的我国中东部(102°E以西的我国西部)比实况值偏弱(偏强),高压脊偏强(偏弱);而在我国的大多数地区,T213模式预报的低压槽偏强,高压脊偏弱。

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。

中期数值预报系统T213L31在IBM/SP高性能计算机上的建立

在引进欧洲中期天气预报中心 (ECMWF)的全球谱模式的基础上 ,通过对原模式的分析改造 ,首次以分布与共享相结合的方式在国家气象中心IBM/SP高性能计算机上实现了全球谱模式的高效运行。采用调整向量长度、优化程序设计、完善消息传递机制和实现MPI与OpenMP的混合并行编程等方法 ,减少模式的通信量、计算量和内存的使用量 ,提高了计算效率。实现了在T2 1 3L31分辨率条件下 ,1 0天预报可以在 3h之内完成 ,达到业务对时限的要求。建立了与T2 1 3L31全球谱模式相配套的最优插值 (OI)并行处理分析系统 ,解决了由于观测站点在全球不均匀分布所带来的计算负载不均衡问题。在此基础上 ,实现了T2 1

T213数值预报释用技术的研究

通过对T213数值预报产品的分析,结合实时探测资料、当地气象台站的地面观测信息和预报员经验,建立了陕西省T213数值释用平台。包括:短期(0～48h)分县要素预报系统;中期(3～7d)分县降水预报系统;夏季短期大降水相似预报系统。

T213与AREM模式分级降水预报对比检验

为检验T213与AREM模式的降水预报效果,将2004—2005连续两年两个模式的预报结果与河南省117站逐日降水实况进行分级TS评分检验,结果发现:两个模式对小雨以上量级的预报能力基本相当,夏秋季节的预报效果好于冬春季节;中雨以上量级预报均无季节特征;大雨以上量级的预报评分夏季T213高于AREM模式;大暴雨预报AREM模式好于T213。对3例不同性质降水过程落区的预报检验表明:AREM对一般稳定性降水和暴雨以上量级降水的预报能力较强。

2006年6—8月T213与ECMWF模式中期预报性能检验

6—8月是我国高温干旱、暴雨洪涝等气象灾害最为严重的季节。该季节天气系统变化快,活动剧烈,天气预报难度大,最能考验数值预报模式的预报性能。为更好地应用T213模式中期预报产品,对2006年6—8月T213模式中期96小时数值预报产品进行了统计和天气学检验,并与ECMWF模式同类产品进行了对比分析。结果表明,T213和ECMWF模式对中高纬度大型环流的调整、副高及850hPa温度等均有较好的预报能力,对台风路径也都有一定的预报能力,但T213模式台风移速预报过快,登陆偏早,而ECMWF模式预报相反。

2007年9—11月T213与ECMWF及日本模式中期预报性能检验

2007年9—11月冷空气频繁,气温变幅大,热带气旋活跃,给中期天气预报增加了一定的难度。为积累预报经验,提高中期预报准确率,对9—11月T213模式96小时预报产品进行了天气学检验,并与ECMWF、日本模式进行对比分析。结果表明,T213、ECMWF和日本模式对亚洲中高纬大气环流调整具有较好的中期预报性能,对转折性、灾害性天气的预报有较强指示意义。综合来看,ECMWF对天气系统和要素的预报误差最小,T213模式误差最大,日本模式温度预报性能与ECMWF相当。对0713号台风登陆前的位置和移速,ECMWF预报较为准确,T213模式对台风登陆前移速预报偏慢,对台风登陆后的位置预报偏差最小,日本模式对台风位置和强度预报较为失败。

2006年12月至2007年2月T213与ECMWF及日本模式中期预报性能检验

针对2006年12月至2007年1月T213模式96小时中期数值预报产品进行了天气学检验,并与ECMWF、日本模式96小时预报性能做了对比分析。结果表明,T213、ECMWF、日本模式对亚洲中高纬度地区大尺度环流形势演变和重大调整过程均有较好的预报能力,因此对重大灾害性天气的预报有较好的指示意义。三种模式相比,ECMWF模式对西风指数、850hPa温度、南支槽东移的预报较为准确。

2006年9—11月T213与ECMWF及日本模式中期预报性能检验

为了验证T213模式秋季中期预报产品的性能与质量,对2006年9—11月T213模式96小时中期数值预报产品进行了天气学检验,并与ECMWF、日本模式96小时预报性能做了对比分析检验。结果表明,T213、ECMWF、日本模式对亚洲中高纬度地区大尺度环流形势演变和重大调整过程的96小时预报能力均较强,因此对重大灾害性天气的预报有较好的指示意义。三种模式相比,ECMWF模式对西风指数、850hPa温度、南支槽东移的预报较为准确;2006年11月4—6日的过程预报以日本模式最为吻合;T213模式对具体影响系统的强度、位置、影响时间的预报还存在一定误差。

2007年12月至2008年2月T213、ECMWF及日本模式中期预报性能检验

为了解中期数值预报模式性能,提高中期预报水平,针对2007年12月至2008年2月T213模式96小时预报产品进行天气学检验,并与ECMWF、日本模式96小时预报性能进行了对比分析。结果表明,三个模式的96小时预报对亚洲中高纬地区大尺度环流形势演变和重大调整有较强的预报能力,对于转折性天气的预报有较强的指示意义。综合分析来看,ECMWF模式对西风指数、850hPa温度变化、500hPa环流形势及南支槽的预报误差最小,日本模式次之。

T213数值预报产品在西宁夏季大降水预报中的释用

本文利用统计学方法对国家气象中心发布的T213数值预报产品进行统计释用分析,建立了西宁地区夏季大降水短期预报方程,为西宁地区夏季大降水短期天气预报提供了依据。

地表参数对T106模式预报的影响

利用ＩＳＬＳＣＰ的土壤湿度、植被和ＮＯＡＡ 的实时雪盖、海温资料，通过改变Ｔ１０６ 模式的地表参数及改进地表通量计算方法，探讨了地表参数对Ｔ１０６ 谱模式预报效果的影响．试验表明，地表参数及地面过程对Ｔ１０６ 模式的预报结果有较大影响，试验方案改进了模式的预报效果，尤其对西太平洋副热带高压的预报，如对副高特征值５８８ ｄａｇｐｍ 线北界和西伸脊点、面积指数和强度指数以及副高整体进退预报都比业务模式更接近实况．

全球谱模式T213L31在PC机群系统上的并行实现

本文研究以PC作为结点的Linux机群系统上实现全球谱模式T213L31并行计算的方法,给出了谱模式的三维置换并行算法和半拉格朗日时间积分格式的按需通讯并行实现方法,同时提出了适合于机群系统的并行I/O实现。该实现在由四个双CPU结点组成的Linux机群环境下取得了良好的运行效果。

“福建省中短期天气预报评分系统”简介

1 前言 目前我省短期、中期天气预报的预报产品较多，包括地市指导预报、全省68个台站的分县指导预报、暴雨落区预报、城市预报等。同时通过9210及万维网等途径，我们可以获得多种日常预报业务的参考预报产品，包括有：T213数值预报、中央气象台站点MOS预报、欧洲中心格点报、日本格点报、中央气象台降水落区指导预报等。对于这些降水和温度预报产品，原有的评分系统无法进行检验。虽然减灾司下发了统一的预报评分程序，但是在我省本地化使用时遇到较多困难。首先，我们当前使用的实况和预报资料无法直接使用，需要进行烦琐的资料转化；其次，支持的预报类型单一，预报检验功能简单，

基于T213集合预报的中国极端温度预报方法研究

基于中国T213集合预报系统资料,根据Anderson-Darling检验原理,研究基于集合预报与模式历史预报累积概率密度（简称模式气候）分布函数连续差异特征的极端温度天气预报方法,建立极端温度天气预报指数（Extreme Temperature Forecast Index,简称EFI）的数学模型。利用S指数评分方法确定发布极端温度预警信号的阈值,得出：1月的发布极端高温的预警信号的阈值为0.7或0.8,发布极端低温的预警信号的阈值为-0.7或-0.8。基于EFI指数以及该阈值,对2013年1月中国极端温度天气进行预报试验,得出：极端天气预报指数对极端温度天气具有较好的识别能力,可提前3~7 d发出极端温度预警信号,随着预报时效的延长,预报技巧逐渐降低。

2002～2003渤海海冰数值预报

海冰数值预报是海冰业务预报的主要方法之一。国家海洋环境预报中心建立了业务化的渤海海冰数值预报系统,并进行了多年的业务化运行。随着我国卫星遥感事业和数值天气预报技术的发展,海冰预报系统也在不断发展中。本文介绍了2002～2003冬季应用HY-1卫星海冰遥感和T213数值天气预报模式产品对该海冰数值预报系统的改进,对2002～2003冬季海冰数值预报的结果进行了分析和比较。