基于增长模繁殖法的集合预报初始扰动饱和分析 被引量：23

1

作者 于永锋 张立凤 《大气科学》 CSCD 北大核心 2005年第6期955-964,共10页

基于增长模繁殖(BGM)法构造集合预报初始扰动时,繁殖循环中扰动的发展和饱和情况是其关键技术之一.已有的一些研究基本上是以扰动增长率接近某一数值作为繁殖结束的标志.作者认为,初始扰动的饱和不仅仅是扰动增长率的饱和,即繁殖模大小... 基于增长模繁殖(BGM)法构造集合预报初始扰动时,繁殖循环中扰动的发展和饱和情况是其关键技术之一.已有的一些研究基本上是以扰动增长率接近某一数值作为繁殖结束的标志.作者认为,初始扰动的饱和不仅仅是扰动增长率的饱和,即繁殖模大小方面的饱和,扰动形态(即误差分布)上的饱和也应当是一个必须考虑的因子.利用T63L9全球谱模式分析了繁殖循环中增长模(扰动)的发展和饱和情况,通过分析扰动大小及形态两方面随繁殖时间的演变,得到以下主要结论:扰动增长模在繁殖3～4天后可呈现明显的饱和特征;不同变量扰动增长模的饱和时间有所差别,同一变量在不同等压面上饱和时间亦不同步;不同的初始模大小也会对扰动饱和过程产生影响. 展开更多

关键词 增长模繁殖 初始扰动 饱和 集合预报

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集合预报中动态调整的增长模繁殖及其对自由繁殖的改进 被引量：8

2

作者 于永锋 张立凤 罗雨 《大气科学》 CSCD 北大核心 2007年第3期527-535,共9页

用增长模繁殖(BGM)法产生集合预报初始扰动的过程中,对增长模适时的进行调整是有必要的。介绍了动态调整的方法,利用T63L9全球谱模式,通过数值试验考察了在繁殖过程中采用动态调整时增长模的增长和饱和情况,并与自由繁殖试验作了相应的... 用增长模繁殖(BGM)法产生集合预报初始扰动的过程中,对增长模适时的进行调整是有必要的。介绍了动态调整的方法,利用T63L9全球谱模式,通过数值试验考察了在繁殖过程中采用动态调整时增长模的增长和饱和情况,并与自由繁殖试验作了相应的比较。结果表明:动态调整情况下,各层扰动的增长率可以达到一个比较大的数值;在形态饱和方面,动态调整能在很大程度上克服自由繁殖时低层扰动饱和时间滞后的缺陷;综合考虑,动态调整下扰动饱和时间可比自由繁殖缩短1天以上,且饱和特征更加明显。 展开更多

关键词 增长模繁殖 调整 初始扰动 集合预报

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基于增长模繁殖法的风暴尺度集合预报试验 被引量：17

3

作者 高峰 闵锦忠 孔凡铀 《高原气象》 CSCD 北大核心 2010年第2期429-436,共8页

利用WRFV2.2模式,对1977年5月20日发生在美国俄克拉荷马州的典型超级单体风暴进行风暴尺度集合预报试验。通过对比由Monte-Carlo法和增长模繁殖法构造的集合预报系统的性能,检验了增长模繁殖法应用于风暴尺度集合预报的合理性及其价值... 利用WRFV2.2模式,对1977年5月20日发生在美国俄克拉荷马州的典型超级单体风暴进行风暴尺度集合预报试验。通过对比由Monte-Carlo法和增长模繁殖法构造的集合预报系统的性能,检验了增长模繁殖法应用于风暴尺度集合预报的合理性及其价值。研究表明,在预报误差的意义上,集合技术能够明显改善中尺度强对流天气的单一确定性预报;但纯统计意义的Monte-Carlo法动力意义不足,导致集合离散度偏低;作为改进方法,增长模繁殖法充分考虑了预报中误差增长的信息,改善了离散度增长偏慢的缺陷。研究结果还显示,增长模繁殖法构造的集合预报系统的各预报评分(RSS、ETS等)均高于Monte-Carlo法,体现了增长模繁殖法的显著优势,但不同的繁殖周期对非降水场和降水场的预报能力有所差异,合理的繁殖周期需要在两者之间寻求平衡点。 展开更多

关键词 风暴尺度 集合预报 MONTE-CARLO法 增长模繁殖法

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增长模繁殖法在华南暴雨中期集合预报中的应用 被引量：15

4

作者 关吉平 张立凤 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2009年第2期246-250,共5页

采用增长模繁殖法和全球谱模式T106L19对2005年6月发生在华南的暴雨过程进行了中期集合预报试验。结果表明:相对于单一的确定性预报,集合预报能给出更多的预报信息;各成员的降水预报、降水概率预报等丰富的预报产品能够给暴雨预报提供... 采用增长模繁殖法和全球谱模式T106L19对2005年6月发生在华南的暴雨过程进行了中期集合预报试验。结果表明:相对于单一的确定性预报,集合预报能给出更多的预报信息;各成员的降水预报、降水概率预报等丰富的预报产品能够给暴雨预报提供更有价值的信息,减少漏报率,对低压槽线和副高脊线等关键环流系统的预报,集合预报结果更为接近实况。 展开更多

关键词 中期集合预报 华南暴雨 增长模繁殖法

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基于增长模繁殖法的暴雨集合预报 被引量：7

5

作者 闵锦忠 房丽娟 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2017年第1期1-12,共12页

采用WRF模式对2010年9月发生在河南省附近的一次暴雨过程进行了集合预报试验。用增长模繁殖方法(BGM)制作了集合预报方案1;为了充分利用背景场信息,结合时间滞后法,制定了集合预报方案2:滚动繁殖法;考虑到暴雨过程中天气形势的特殊性,... 采用WRF模式对2010年9月发生在河南省附近的一次暴雨过程进行了集合预报试验。用增长模繁殖方法(BGM)制作了集合预报方案1;为了充分利用背景场信息,结合时间滞后法,制定了集合预报方案2:滚动繁殖法;考虑到暴雨过程中天气形势的特殊性,结合区域空间特征,制定了集合预报方案3:区域繁殖法。这3组试验均对变量U、V、T、Q进行了初值扰动,加上控制预报,均产生了9个集合成员。试验结果表明:几种集合预报方法在预报效果上相较于控制预报都具有明显的改善,滚动繁殖法及区域繁殖法对增长模繁殖法都具有一定的改进作用,其中区域繁殖法的预报效果更优,与实况更为接近。 展开更多

关键词 集合预报 暴雨 增长模繁殖法

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增长模叠加方式及其对集合预报初始扰动的影响 被引量：10

6

作者 张立凤 于永锋 《高原气象》 CSCD 北大核心 2007年第1期75-82,共8页

用增长模繁殖法(BGM)有效地构造集合预报初始扰动的一个前提是,任两个扰动之间应尽可能的发散。本文从增长模发展和饱和的角度分析了增长模叠加方式与集合预报初始扰动“取样性”的关系,无论是从扰动形势演变得出的定性结论还是定量计... 用增长模繁殖法(BGM)有效地构造集合预报初始扰动的一个前提是,任两个扰动之间应尽可能的发散。本文从增长模发展和饱和的角度分析了增长模叠加方式与集合预报初始扰动“取样性”的关系,无论是从扰动形势演变得出的定性结论还是定量计算的结果都显示:在相同初始模的情况下,通过改变扰动叠加方式分别构造多个扰动样本的做法是近似等效的。用这种方法增加的集合样本从“取样性”的角度来看是没有多大意义的,更多的是在浪费有限的计算资源。构造多个初值的有效方法应该是从不同初始模出发进行增长模的繁殖。 展开更多

关键词 增长模繁殖 叠加方式 初始扰动 取样性 集合预报

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基于水文模型的雷达监测降雨量误差传递研究 被引量：7

7

作者 张利平 张晓琳 +2 位作者 徐霞 李武阶 彭涛 《水文》 CSCD 北大核心 2012年第1期13-17,共5页

基于多普勒雷达和相应的雨量计资料,利用卡尔曼滤波校准法对分组Z^I关系估算的雷达降雨进行同化,结合新安江模型,提出采用增长模繁殖法对雷达监测降雨量资料进行扰动,定量分析了模型输入误差对径流模拟的影响。经过湖北省白莲河流域的... 基于多普勒雷达和相应的雨量计资料,利用卡尔曼滤波校准法对分组Z^I关系估算的雷达降雨进行同化,结合新安江模型,提出采用增长模繁殖法对雷达监测降雨量资料进行扰动,定量分析了模型输入误差对径流模拟的影响。经过湖北省白莲河流域的实际应用研究表明,卡尔曼滤波校准法估算降水量的精度比Z^I关系法有了明显的提高,其相应的洪水预报效果也都优于Z^I关系;提出的增长模繁殖法对雷达监测降雨量资料产生的扰动输入误差在经过模型的传递后有增大的趋势。 展开更多

关键词 雷达监测降雨量 卡尔曼滤波校准法 增长模繁殖法 误差传递 新安江模型

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基于BGM的不同繁殖长度对集合预报的影响 被引量：6

8

作者 于永锋 张立凤 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2007年第1期86-93,共8页

利用T63L9全球谱模式和NCEP/NCAR再分析资料,对BGM方法中增长模的繁殖长度对集合预报效果的影响进行研究。结果表明:与控制预报相比,不同繁殖长度的集合预报都能使预报效果得到一定程度的改进,特别是第4天预报以后,改进程度随预报时效... 利用T63L9全球谱模式和NCEP/NCAR再分析资料,对BGM方法中增长模的繁殖长度对集合预报效果的影响进行研究。结果表明:与控制预报相比,不同繁殖长度的集合预报都能使预报效果得到一定程度的改进,特别是第4天预报以后,改进程度随预报时效而稳步提高。三组不同繁殖长度的集合预报对控制预报的改进存在差别,分析结果表明:繁殖长度为2 d的集合预报明显效果最差,而繁殖3 d和4 d的集合预报差别并不明显。对集合Ta-lagrand分布以及离散度的初步分析表明,繁殖长度取为3 d似乎最为合理。 展开更多

关键词 增长模繁殖 繁殖长度 集合预报 初始扰动

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热带气旋路径集合预报试验 被引量：29

9

作者 王晨稀 梁旭东 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2007年第5期586-593,共8页

以MM5模式为试验模式,分别用增长模繁殖法(BGM)和模式物理过程扰动法(MPP)形成12个集合成员,对2005年登陆我国的8个热带气旋进行了52次路径集合预报试验,以寻找适合西北太平洋热带气旋路径的集合预报方法。结果表明:BGM方法的集合预报... 以MM5模式为试验模式,分别用增长模繁殖法(BGM)和模式物理过程扰动法(MPP)形成12个集合成员,对2005年登陆我国的8个热带气旋进行了52次路径集合预报试验,以寻找适合西北太平洋热带气旋路径的集合预报方法。结果表明:BGM方法的集合预报结果总体上好于控制试验结果,其中对强度较弱的热带气旋的集合预报效果更好。MPP方法的集合预报结果总体上不如控制试验结果,但对初始时刻强度达到台风的热带气旋的集合预报效果较好,集合预报相对于控制试验的改进效果明显。基于BGM方法和MPP方法集合预报的不同特点,将两种方法相结合形成扰动成员,这一综合方法的集合预报效果好于单一方法的集合预报效果。BGM方法和MPP方法的系统发散度总体上都偏小。 展开更多

关键词 集合预报 热带气旋 路径 增长模繁殖法

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2003年汛期淮河流域降水的集合预测试验研究 被引量：5

10

作者 徐广阔 赵思雄 +1 位作者 王业桂 杨玉震 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2007年第4期481-488,共8页

利用并行化全球中期数值预报模式MPGM,对2003年夏季淮河流域特大降水作了集合预报试验。试验中提出一种繁殖循环初始扰动生成方法,产生9个集合成员的初值场,利用该初值集合对这次降水过程进行了集合模拟,然后对集合预报试验的结果同对... 利用并行化全球中期数值预报模式MPGM,对2003年夏季淮河流域特大降水作了集合预报试验。试验中提出一种繁殖循环初始扰动生成方法,产生9个集合成员的初值场,利用该初值集合对这次降水过程进行了集合模拟,然后对集合预报试验的结果同对照试验进行了对比分析,并对降水期间的物理量场及降水情况的模拟结果进行了分析。结果表明:集合预报试验的结果优于不加扰动的对照试验的结果,说明集合预报技术在一定程度上能够减小甚至消除数值预报中的不确定性,提高数值预报的精度;集合预报试验较好地模拟出了降水期间的物理量场与天气形势,并对此次降水情况作了较好的预报,可以对降水预报提供有益的参考。 展开更多

关键词 集合预报试验 增长模繁殖法 淮河流域 降水

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一次登陆台风的集合预报试验 被引量：11

11

作者 谭燕 梁旭东 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2010年第4期401-408,共8页

选取0713号台风"韦帕"临近登陆过程为试验个例,在GRAPES_TCM模式基础上,采用增长模繁殖法(BGM)分别对台风涡旋场和环境场进行扰动来构造集合成员,进行集合预报,作为对台风数值预报方法的一种新的尝试。试验结果表明:通过BGM... 选取0713号台风"韦帕"临近登陆过程为试验个例,在GRAPES_TCM模式基础上,采用增长模繁殖法(BGM)分别对台风涡旋场和环境场进行扰动来构造集合成员,进行集合预报,作为对台风数值预报方法的一种新的尝试。试验结果表明:通过BGM的动力调整后,成员间体现出不同的扰动形态,使得在后期的预报中产生合适的集合离散度。在台风登陆前后,大尺度平均位势高度场和风场以及集合系统的离散度均发生了明显的变化,可以看到大尺度环境场引导作用的差异使得成员间对台风路径的预报各不相同,体现了预报的不确定性。对路径预报而言,简单的算术平均并没有优于控制预报的表现,但通过聚类分析后,可以提高集合产品的使用效率。从中可以得到一点启发:怎样利用集合系统提供的大量信息值得进一步思考,聚类分析不失为一种改善集合预报产品利用效率的有效方法。 展开更多

关键词 登陆台风 集合预报 增长模繁殖法 聚类分析

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考虑尺度敏感性的长江中下游暖区暴雨初始扰动方案比较分析 被引量：3

12

作者 徐渊 闵锦忠 庄潇然 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期386-401,共16页

弱天气尺度强迫背景下的长江中下游暖区暴雨突发性强,高度非线性,难以准确预报,这时考虑不确定因素的集合预报成为重要选项,而对流尺度集合预报核心问题是积分一段时间后离散度偏低,会导致预报失败。比较包含不同尺度扰动信息的对流尺... 弱天气尺度强迫背景下的长江中下游暖区暴雨突发性强,高度非线性,难以准确预报,这时考虑不确定因素的集合预报成为重要选项,而对流尺度集合预报核心问题是积分一段时间后离散度偏低,会导致预报失败。比较包含不同尺度扰动信息的对流尺度集合预报方案间的差异性并据此优化初始扰动方案,针对2018年5月4—5日一次典型长江中下游暖区暴雨过程,分别采用动力降尺度(DOWN)、增长模繁殖法(BGM)、局地增长模繁殖法(LBGM)和混合扰动法(BLEND)等四种方法进行集合预报试验,以期探讨对离散度和预报效果的影响。结果表明,在模式积分0~6 h,具有中小尺度扰动信息的BGM和LBGM的离散度优于DOWN,其中LBGM相比于BGM具有一定程度上的改进,说明具有更准确中尺度特征的扰动能够在积分初始阶段获得有效增长,即考虑了中小尺度天气系统局地性的LBGM能弥补BGM的不足;但是,在模式积分12 h以后,具有更多大尺度特征扰动的DOWN优于区域模式中的增长模繁殖法BGM和LBGM,说明经过初始误差快速增长一段时间后,大尺度扰动开始起主要作用。而具有不同尺度扰动信息的BLEND方案则兼具LBGM和DOWN的优势,几乎在整个预报时段离散度较高且概率预报评分较好,体现出混合扰动的优越性。以上结果进一步说明,初始扰动的尺度特征在暖区暴雨的集合预报效果中具有关键性的作用,因而通过调整初始扰动的尺度信息来优化集合预报性能的混合扰动思想,在业务上具有一定的指导意义和推广价值。 展开更多

关键词 尺度敏感性 暖区暴雨 初始扰动 局地增长模繁殖法 混合扰动法

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区域集合预报对华南一次暴雨试验研究 被引量：2

13

作者 董海萍 罗雨 +2 位作者 张秀丽 张友姝 王廷芳 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2014年第4期663-674,共12页

利用增长模繁殖法(BGM),对2012年6月我国长江中下游及华南地区的一次强降水过程进行了不同扰动方案的集合预报试验研究。分别对集合预报中只考虑初值扰动、加入模式物理过程扰动和加入地表参量扰动的三种不同扰动方案进行了对比试验,并... 利用增长模繁殖法(BGM),对2012年6月我国长江中下游及华南地区的一次强降水过程进行了不同扰动方案的集合预报试验研究。分别对集合预报中只考虑初值扰动、加入模式物理过程扰动和加入地表参量扰动的三种不同扰动方案进行了对比试验,并对最优试验方案的降水集合预报结果进行检验分析。(1)同时考虑风场、温度场、湿度场、高度场和地表参量的初值扰动,以及考虑模式物理过程扰动的降水集合预报效果最优,可有效提高灾害性天气的预报效果。(2)初值扰动和模式物理过程扰动对降水预报都有着重要的影响,相同的模式物理过程扰动会由于不同的初值扰动而产生较大差异,并且扰动的集合平均预报对降水有较好的指导意义。(3)对于位势高度场预报检验,集合预报平均要好于控制预报,并且随着预报时效延长,这种优势更加明显。(4)对此次强降水过程在长江中下游、华南地区和全国区域的各量级降水预报TS评分检验可知,集合预报较单一的决定性预报(控制预报)效果有明显改善;集合平均预报一般都好于控制预报,同时集合预报也为预报员提供了天气不确定性的警示作用。 展开更多

关键词 集合预报 增长模繁殖法 初值扰动 模式物理过程扰动 华南暴雨 试验研究

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