国家级区域集合预报系统研发和性能检验 被引量：58

1

作者 邓国 龚建东 +6 位作者 邓莲堂 陈静 崔应杰 胡江凯 王晓聪 李应林 李莉 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2010年第5期513-523,共11页

该文简要介绍了中国气象局国家气象中心研发的区域中尺度集合预报系统主要技术特点:在初值扰动技术方面,通过研究中国地区中尺度模式预报误差快速增长特点、中国地形地貌特征与观测资料的分布情况,研发适合于中尺度模式的增长模繁殖法... 该文简要介绍了中国气象局国家气象中心研发的区域中尺度集合预报系统主要技术特点:在初值扰动技术方面,通过研究中国地区中尺度模式预报误差快速增长特点、中国地形地貌特征与观测资料的分布情况,研发适合于中尺度模式的增长模繁殖法扰动技术构造初值场;分析数值模式物理过程参数化方案内在的不确定性以及对强对流天气和近地面要素预报的差异,确定多物理过程扰动技术方案。解决全球集合预报扰动信息向中尺度集合预报输入的关键技术,实现中尺度区域集合预报系统与全球中期集合预报系统的嵌套。在模式后处理方面,解决中尺度集合预报结果的偏差订正技术;开发满足多种需求的多要素、多层次概率预报产品和概率预报检验产品。在世界天气研究计划"2008年北京奥运会中尺度集合预报研究开发项目"3年实时预报试验比较评价中,中国气象局国家气象中心区域中尺度集合预报系统总体预报能力与国外同类系统相当。 展开更多

关键词 国家级 区域中尺度集合预报系统 技术方案 性能检验

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华南前汛期锋面对流系统和暖区对流系统的多尺度特征和集合预报敏感性对比分析 被引量：29

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作者 陈涛 陈博宇 +2 位作者 于超 张芳华 谌芸 《气象》 CSCD 北大核心 2020年第9期1129-1142,共14页

2018年5月7日华南地区受锋面中尺度对流系统和暖区对流系统影响,出现多条中尺度雨带。其中锋面对流系统形成降雨区范围较广,雨量分布不均;在锋前30~200 km暖区内,多个离散的短生命史β中尺度对流系统形成范围较小的中尺度雨带;而在华南... 2018年5月7日华南地区受锋面中尺度对流系统和暖区对流系统影响,出现多条中尺度雨带。其中锋面对流系统形成降雨区范围较广,雨量分布不均;在锋前30~200 km暖区内,多个离散的短生命史β中尺度对流系统形成范围较小的中尺度雨带;而在华南沿海地区中尺度线状对流长度超过300 km,稳定维持时间超过12 h,形成局地300 mm以上的沿海强降雨带。雷达回波分析表明华南地区的锋面对流系统、暖区对流系统均以低质心型对流单体为主,其中锋面对流单体35 dBz回波顶高平均为5.5 km,暖区对流系统35 dBz回波顶高平均为4.7 km。利用ERA5再分析资料诊断降水效率表明,锋面系统降水效率平均在10%~15%,暖区对流系统的降水效率波动明显,瞬时降水效率可超过90%。此次降雨过程中雨滴谱分析表明,小粒子直径、高雨滴数密度的暖云降水特征突出,沿海暖区对流系统在各个降水强度量级上都具有更大的粒子直径和数浓度,因此降水效率较高。预报检验表明主流业务数值模式对于暖区对流性降水预报能力有限,欧洲中心再预报改善了暖区对流性降水离散度分布,中尺度区域数值模式能够反映锋面对流和暖区对流的基本特征,但在沿海暖区对流系统的强度、组织上仍然有偏差。比较锋面降水和暖区降水的集合预报敏感性表明,锋面降水对于锋前低压槽、低空急流等天气系统强迫具有较高预报敏感性,而沿海暖区降水对于上游入流区不稳定能量分布具有更显著的敏感性。 展开更多

关键词 中尺度对流系统 暖区暴雨 降水效率 集合预报敏感性

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北京7·21暴雨暖区中尺度对流系统的数值模拟 被引量：29

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作者 王淑莉 康红文 +1 位作者 谷湘潜 倪允琪 《气象》 CSCD 北大核心 2015年第5期544-553,共10页

许多业务模式对北京2012年7月21日特大暴雨的预报均是以锋面降水为主。在冷锋过境前,实际北京西南部强降水主要以暖区降水为主。本文利用30个成员的中尺度非静力数值模式(WRF),通过3次集合卡尔曼滤波(EnKF)同化地面和探空资料,对这次暴... 许多业务模式对北京2012年7月21日特大暴雨的预报均是以锋面降水为主。在冷锋过境前,实际北京西南部强降水主要以暖区降水为主。本文利用30个成员的中尺度非静力数值模式(WRF),通过3次集合卡尔曼滤波(EnKF)同化地面和探空资料,对这次暴雨过程进行了集合数值模拟。通过对比分析模拟降水较好与较差成员发现,好的成员能够模拟出河北中西部及北京西南地区触发出的暖区中尺度对流系统(MCS)以及相对稳定的系统配置,使得MCS在北京上空充分发展,从而较好地模拟了这次特大暴雨过程中的暖区降水;而较差的成员则没能模拟出暖区降水过程,降水以锋面降水过程为主,并且雨带位置偏南、出现时间滞后。集合成员间模拟结果出现的较大差异,和初始场中低值系统位置的较大差异有直接关系,因此通过EnKF提高模式成员初始场的准确率,从而准确模拟后期主要影响系统的移动和发展,是成功模拟暖区对流系统触发和维持的关键所在。 展开更多

关键词 暴雨 中尺度对流系统 集合卡尔曼滤波 集合预报

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区域增强数值预报系统中的客观分析

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作者 王在志 阎敬华 何溪澄 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 1997年第3期237-245,共9页

主要介绍了在广州区域气象中心新建立的区域增强数值预报系统的资料分析处理方案。该分析方案的实施包含三个步骤：第一步以Ｔ６３模式的分析（或预报）作为初估场，进行多变量的最优统计插值（ＯＩ），将不同类型的观测资料插值到模式... 主要介绍了在广州区域气象中心新建立的区域增强数值预报系统的资料分析处理方案。该分析方案的实施包含三个步骤：第一步以Ｔ６３模式的分析（或预报）作为初估场，进行多变量的最优统计插值（ＯＩ），将不同类型的观测资料插值到模式网格点上，同时分析增量满足一些简单的动力约束关系；第二步是对分析要素作单变量的逐步订正；第三步则是对分析场进一步做变分调整。通过这三个步骤，不仅可以使最终的分析场保留大尺度气象特征，而且可以将中尺度气象信息补充进来，分析变量之间还可以保持较好的动力约束关系。以９５０９号台风为个例，对其登陆前的台风环流场进行了分析，并作了预报，还与Ｔ６３分析的相应结果作了对比。 展开更多

关键词 天气预报 数值预报系统 区域增强 中尺度分析

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基于CMA-TRAMS集合预报的“5·22”极端降水事件可预报性分析 被引量：9

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作者 肖柳斯 张华龙 +3 位作者 张旭斌 冯璐 谌志刚 戴光丰 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期956-976,共21页

2020年5月22日珠江三角洲地区出现了一次极端强降水天气,最大滑动小时雨量201.8 mm,3 h雨量达到351 mm。为探讨此次极端强降水的关键预报因子及可预报性,对热带中尺度集合预报系统(CMA-TRAMS(EPS))降水预报产品进行检验评估和敏感性分析... 2020年5月22日珠江三角洲地区出现了一次极端强降水天气,最大滑动小时雨量201.8 mm,3 h雨量达到351 mm。为探讨此次极端强降水的关键预报因子及可预报性,对热带中尺度集合预报系统(CMA-TRAMS(EPS))降水预报产品进行检验评估和敏感性分析,结果表明:与欧洲中期数值预报中心集合预报系统(ECMWF-EPS)相比,CMA-TRAMS(EPS)的好成员对本次过程降水强度及位置的预报结果与实况更接近,但对极端性预报仍有欠缺。好成员的预报能力来自于对低涡和(超)低空急流的演变特征以及两者强度和位置耦合的有效预测。好成员组预报珠江三角洲东部(超)低空急流南风分量较强,有利于低涡缓慢移动和气旋性辐合增强,致使降水持续时间长、效率高。而低涡自身发展又反馈于急流强度变化,好成员组较准确地刻画了增强的低涡环流反馈导致急流小范围加速的耦合特征。其他成员组预报的低涡和(超)低空急流的耦合位置偏东、偏南,辐合强度偏弱,导致降水强度或落区出现偏差。此外,强降水致使冷池形成,并增强激烈的冷、暖气团对峙(水平温度梯度达0.23—0.76℃/km),有利于中尺度辐合线维持,加强对流后向传播并产生极端降水量。但CMA-TRAMS(EPS)两组成员在预报中尺度系统的组织性和传播特征方面均存在明显不足,限制了集合预报系统对极端降水的预报能力。 展开更多

关键词 集合预报 热带中尺度集合预报系统 极端降水 可预报性

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集合变分混合同化方案在快速循环同化系统中的应用研究 被引量：5

6

作者 张涵斌 李玉焕 +3 位作者 陈敏 冯琎 范水勇 沈海波 《大气科学》 CSCD 北大核心 2020年第6期1349-1363,共15页

基于北京市气象局快速循环同化系统RMAPS-ST以及对流尺度集合预报系统RMAPS-EN,构建了En-3DVAR集合变分混合同化系统,将该系统应用到业务快速循环同化系统中并进行试验,分别在冷启动与循环启动环境下对比了混合同化系统(Hybrid)与三维变... 基于北京市气象局快速循环同化系统RMAPS-ST以及对流尺度集合预报系统RMAPS-EN,构建了En-3DVAR集合变分混合同化系统,将该系统应用到业务快速循环同化系统中并进行试验,分别在冷启动与循环启动环境下对比了混合同化系统(Hybrid)与三维变分(3DVAR)的同化预报效果。获得的结论如下:单点试验结果表明,混合同化系统分析增量的分布与集合预报离散度分布具有较好的对应关系;在冷启动和循环启动中,三维变分的分析增量都表现出各向同性的特点,混合同化分析增量均表现出一定的流依赖特征;降水个例分析表明,在冷启动环境中,Hybrid与3DVAR效果相当,而在循环启动中,Hybrid的降水预报相对于3DVAR有较明显的改进效果;批量试验检验结果表明,冷启动中,Hybrid与3DVAR的评分大致相当,而在循环启动中,Hybrid相对于3DVAR的评分有明显改进;集合离散度和背景场误差的相关性分析表明二者在循环启动环境下具有更好的相关性。 展开更多

关键词 集合变分混合同化 快速循环同化系统 区域集合预报 三维变分

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CMA-CPEPS和CMA-REPS集合预报系统对2023年中国汛期降水预报的对比评估

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作者 熊洁 李俊 +3 位作者 陈法敬 李红祺 王明欢 康兆萍 《气象》 2025年第9期1046-1060,共15页

基于CMA对流尺度集合预报系统(CMA-CPEPS)和区域集合预报系统(CMA-REPS)对2023年中国汛期(6月15日至8月28日)降水预报性能进行评估,并检验“23·7”华北特大暴雨过程的预报,得到如下主要结论:CMA-REPS存在降水预报系统性偏强的问题,... 基于CMA对流尺度集合预报系统(CMA-CPEPS)和区域集合预报系统(CMA-REPS)对2023年中国汛期(6月15日至8月28日)降水预报性能进行评估,并检验“23·7”华北特大暴雨过程的预报,得到如下主要结论:CMA-REPS存在降水预报系统性偏强的问题,CMA-CPEPS显著改善了这一问题;相比于CMA-REPS,CMA-CPEPS对晴雨的预报及其随时间变化的预报能力明显更优,且对降水的概率预报和分辨能力更好;CMA-CPEPS和CMA-REPS离散度均偏小,两套系统离散度与均方根误差的比值及空间相关系数均相当;对于“23·7”华北特大暴雨过程的预报,CMA-CPEPS比CMA-REPS展现出更强的时空分布细节捕捉能力,且CMA-CPEPS在降水强度、降水强度随时间演变趋势以及强降水的时空分辨能力方面均更出色,尤其在短历时强降水的预报上具有明显优势。总体来说,CMA-CPEPS对2023年中国汛期降水的预报能力在CMA-REPS基础上提升明显。 展开更多

关键词 CMA对流尺度集合预报系统(CMA-CPEPS) CMA区域集合预报系统(CMA-REPS) “23·7”华北特大暴雨 FSS评分

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一个区域PBL模式建立与应用研究 被引量：14

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作者 周幂 蒋维楣 +1 位作者 徐敏 王卫国 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2001年第3期395-400,共6页

建立了一个高空间分辨率的非静力E ε闭合PBL模式 ,适用于复杂下垫面条件下的区域 (水平尺度在几公里到几百公里 ,时间尺度在几分钟到几天之间 ) ,较精细地模拟下垫面动力、热力作用下的边界层三维风、温、湿及湍流场的结构和特征 ,用... 建立了一个高空间分辨率的非静力E ε闭合PBL模式 ,适用于复杂下垫面条件下的区域 (水平尺度在几公里到几百公里 ,时间尺度在几分钟到几天之间 ) ,较精细地模拟下垫面动力、热力作用下的边界层三维风、温、湿及湍流场的结构和特征 ,用以满足城市化和区域化的空气质量预测模拟需要 .将模式运用于 3个下垫面复杂的区域进行诊断和预报模拟 ,结果表明模式能较好地模拟复杂下垫面热力和动力作用下的边界层三维风、温、湿及湍流场的结构和特征 ,模拟结果与观测资料一致 . 展开更多

关键词 区域PBL模式 复杂下垫面 分辨率 空气质量预测 中尺度大气扩散模拟系统 诊断模拟 预报模拟

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珠江三角洲降水数值预报的初步试验

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作者 何溪澄 万齐林 王康玲 《热带气象学报》 CSCD 1991年第3期254-258,共5页

以广州区域气象中心的实时资料库和大气所的细网格降水数值预报模式为基础,在VAX6220机上建立了珠江三角洲中尺度准业务降水数值预报系统,并从1990年5月20日至6月10日进行了连续22天的试验,对结果的分析表明,系统能稳定及时地提供12小时... 以广州区域气象中心的实时资料库和大气所的细网格降水数值预报模式为基础,在VAX6220机上建立了珠江三角洲中尺度准业务降水数值预报系统,并从1990年5月20日至6月10日进行了连续22天的试验,对结果的分析表明,系统能稳定及时地提供12小时和24小时的预报产品,对短期降水预报具有一定参考价值。 展开更多

关键词 数值预报 区域气象中心 中尺度系统 初始场 暴雨过程 数值模式 前汛期 低层辐合 暴雨区 实时资料

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广州“5·7”局地突发特大暴雨过程的数值可预报性分析 被引量：31

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作者 陈涛 孙军 +2 位作者 谌芸 郭云谦 徐珺 《气象》 CSCD 北大核心 2019年第9期1199-1212,共14页

2017年5月6日夜间至7日上午广州地区发生局地特大暴雨,分析表明对流触发与珠江口地区边界层南风增强等因素有密切关系。数值模式预报检验表明,ECMWF集合预报的强降水预报成员在初始条件上具有更显著的辐合上升、水汽和不稳定性条件,而GR... 2017年5月6日夜间至7日上午广州地区发生局地特大暴雨,分析表明对流触发与珠江口地区边界层南风增强等因素有密切关系。数值模式预报检验表明,ECMWF集合预报的强降水预报成员在初始条件上具有更显著的辐合上升、水汽和不稳定性条件,而GRAPES区域模式对6日20时初始场分析以及对边界层南风增强过程的预报都更为准确。集合敏感性分析表明,降水预报高敏感区分布与江南地区高压、南海高压以及华南低槽等关键天气系统的相对强度和位置有密切关系;降水对温度的预报敏感区主要位于关键区边界层内,近地面层到边界层底部温度越高、边界层顶越冷,越有利于对流不稳定性增强,有利于关键区内对流发展。通过3组探空预报试验分析了对流尺度降水预报关于初值热扰动、低层风场扰动和降水物理方案的敏感性,结果表明在特定环境条件下,与低层风场扰动试验组对比,降水预报对于初始热力扰动更为敏感;降水微物理方案预报试验表明,在小成员数的集合预报中物理方案扰动能够有效增大预报离散度。以上结果表明,分析对流尺度集合预报中各类初值扰动、物理扰动导致的预报变化和预报敏感性,能够更为全面地估计暖季中小尺度强降水事件的可预报性。 展开更多

关键词 中尺度对流系统 预报检验 集合敏感性分析 可预报性

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应用气象学报 第1卷 目录

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《应用气象学报》 CSCD 北大核心 1990年第4期449-454,共6页

关键词 应用气象学 中尺度系统 有限区域模式 对流云团 预报试验 数值模拟试验 大暴雨过程 陶诗言 数值试验 环境场

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