基于非静力模式物理扰动的中尺度集合预报试验 被引量：33

1

作者 谭燕 陈德辉 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2007年第3期396-406,I0002,共12页

以GRAPES中尺度有限区模式作为试验模式,从模式的不确定性方面来构造中尺度的集合预报,重点考虑物理因子与初始条件的扰动作用。针对2004年7月10日北京城区的突发性暴雨过程进行了36 h的集合预报试验。结果表明:GRAPES模式可有效地捕捉... 以GRAPES中尺度有限区模式作为试验模式,从模式的不确定性方面来构造中尺度的集合预报,重点考虑物理因子与初始条件的扰动作用。针对2004年7月10日北京城区的突发性暴雨过程进行了36 h的集合预报试验。结果表明:GRAPES模式可有效地捕捉到中尺度过程的信息;中尺度集合预报是可行的,可改进中尺度暴雨过程落区、强度的预报;不同集合方案的预报结果各不相同,同一方案各个成员的预报结果也有差异,即存在适宜的离散度;在离散度分析中发现在北京附近存在一个明显大值区,且在大气中低层的垂直结构表现出一致性,表明这一区域的预报不确定性很大。从集合检验结果中得到:单纯考虑模式物理扰动来构造中尺度集合预报系统有一定难度,当加入初始场不确定信息后,同时考虑模式的不确定性和初始场的不确定性,有助于捕捉更多的中尺度系统的不确定信息,有助于构造更为有效的中尺度集合预报系统。 展开更多

关键词 中尺度集合预报 不确定性 初始扰动 物理扰动

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GRAPES全球集合预报系统不同随机物理扰动方案影响分析 被引量：8

2

作者 彭飞 李晓莉 陈静 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期972-987,共16页

为了更好地理解不同随机物理扰动方案对全球中期集合预报的影响差异,本研究基于GRAPES全球集合预报系统(GRAPES-GEPS)对比分析了随机物理倾向扰动(Stochastically Perturbed Parameterization Tendencies,SPPT)、随机动能补偿(Stochasti... 为了更好地理解不同随机物理扰动方案对全球中期集合预报的影响差异,本研究基于GRAPES全球集合预报系统(GRAPES-GEPS)对比分析了随机物理倾向扰动(Stochastically Perturbed Parameterization Tendencies,SPPT)、随机动能补偿(Stochastic Kinetic Energy Backscatter,SKEB)及联合使用SPPT与SKEB三种模式扰动方案所产生的扰动特征及其对集合预报的影响。为避免初值扰动影响,考察随机物理方案所产生的扰动特征时,不使用初值扰动。通过扰动与误差相关性分析(PECA)发现,不同随机物理扰动方案所产生的扰动对预报误差均具有一定的描述能力,而且联合使用SPPT与SKEB方案时,扰动对误差的描述能力最好。对所有扰动方案来说,扰动总能量最初主要集中在热带地区对流层中高层以及平流层低层。随着预报时效的延长,扰动总能量不断增大,其大值区不断向热带外地区转移。从扰动总能量的谱结构来看,扰动能量均呈现升尺度发展的特征。在基于奇异向量初值扰动的GRAPES-GEPS中,随机物理扰动方案的使用均能够显著增加不同地区等压面要素的集合离散度,并在一定程度上改善集合平均误差。由于集合离散度的增大,预报失误率显著减小。连续分级概率评分也有所减小,尤其是在热带地区,改进更为明显。此外,中国地区不同量级(小雨、中雨、大雨和暴雨)降水概率预报技巧在一定程度上得到改善。上述改进均在联合使用SPPT与SKEB方案时最好,这与扰动总能量、扰动与误差相关分析结果一致。 展开更多

关键词 随机物理倾向扰动方案 随机动能补偿方案 模式扰动 扰动特征 集合预报

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地球系统扰动与全球环境变化

3

作者 郑永飞 《人民论坛·学术前沿》 北大核心 2025年第15期22-31,共10页

地球系统扰动是指固体地球系统、表层地球系统和日地空间系统内部或者之间受到外部因素或内部因素的干扰,导致地球系统的状态发生改变。这些扰动可能来自自然因素,如太阳活动、火山喷发、地震等,也可能来自生物活动,如环境污染、土地退... 地球系统扰动是指固体地球系统、表层地球系统和日地空间系统内部或者之间受到外部因素或内部因素的干扰,导致地球系统的状态发生改变。这些扰动可能来自自然因素,如太阳活动、火山喷发、地震等,也可能来自生物活动,如环境污染、土地退化等。地球系统扰动会对地球的气候环境、生态系统和生物生存等方面产生影响,其具体表现多种多样,涉及地球的各个组成部分和方面,主要包括气候变化、地质活动、生物多样性变化、水循环变化、大气污染和环境污染物等。因此,了解地球系统扰动的机制和影响,对于保护地球表层环境和生物生存具有重要意义。地球系统扰动的因素很多,主要包括太阳辐射、大气环流和大气环境、水循环和水环境、洋流、火山喷发、地震灾害、地形地貌、土壤环境、生物环境、光环境、生物活动等。这些因素相互作用,共同决定了地球的环境系统。地球三大系统扰动通过多种方式影响全球环境变化,包括气候变化、地质活动、水循环变化、土壤环境变化和生物多样性变化等。了解这些影响有助于更好地预测和应对环境变化,保护表层地球系统的健康和稳定性。 展开更多

关键词 地球系统 物理扰动 化学扰动 生物活动 全球环境变化

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随机物理倾向扰动在风暴尺度集合预报中的影响研究 被引量：8

4

作者 闵锦忠 刘畅 +2 位作者 王世璋 庄潇然 武天杰 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期590-604,共15页

为深入探究随机物理倾向扰动(Stochastically Perturbed Parameterization Tendencies,SPPT)方案在风暴尺度集合预报中的影响,基于WRF模式利用FNL资料对SPPT方案中的3个参量分别进行敏感性试验,得到SPPT方案的最佳参数配置,并在此基础... 为深入探究随机物理倾向扰动(Stochastically Perturbed Parameterization Tendencies,SPPT)方案在风暴尺度集合预报中的影响,基于WRF模式利用FNL资料对SPPT方案中的3个参量分别进行敏感性试验,得到SPPT方案的最佳参数配置,并在此基础上分析SPPT方案模拟的降水分布特征。结果表明:SPPT方案敏感性试验中,去相关时间选择6 h时构造的集合成员可信度更高,逐时降水评分效果在积分中后期较高,对于暴雨及以上量级的评分技巧最优;造成降水主要天气系统的维持时间对该变量的选取有较大的影响。去相关空间尺度选择100 km的集合试验更为可靠,对降水预报技巧较高;同时该变量的选取与天气过程中的大尺度信息、中小尺度系统的活跃以及模式的空间分辨率有密切联系。通过对离散度和离群值分析认为扰动振幅选择0.525最为合理。SPPT方案集合成员在局部地区可以较大幅度地改变降水量,对降水落区的准确模拟存在一定的局限性。 展开更多

关键词 随机物理倾向扰动 风暴尺度 集合预报

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T213全球集合预报系统物理过程随机扰动方法研究 被引量：23

5

作者 任志杰 陈静 田华 《气象》 CSCD 北大核心 2011年第9期1049-1059,共11页

目前我国的T213全球集合预报系统采用BGM初值扰动方案,没有考虑模式扰动方法,在技术上滞后于国际先进数值中心的集合预报系统。本文参考ECMWF的模式扰动方法,设计了我国T213全球集合预报系统的物理过程随机扰动方法,并对2008年7月20—3... 目前我国的T213全球集合预报系统采用BGM初值扰动方案,没有考虑模式扰动方法,在技术上滞后于国际先进数值中心的集合预报系统。本文参考ECMWF的模式扰动方法,设计了我国T213全球集合预报系统的物理过程随机扰动方法,并对2008年7月20—31日进行了集合预报批量试验。试验结果表明:T213全球中期数值预报模式对物理过程随机扰动很敏感,对物理过程扰动后,模式物理量的预报情况发生变化,且这种变化随着积分时间增长而迅速扩大。在水平方向上主要表现为南北半球中高纬度地区较赤道地区更敏感,在垂直方向上,表征大尺度运动特征的物理量(如位势高度、温度、风速等)在南北半球中高纬度地区的低层到高层都很敏感,尤以300 hPa最为明显,垂直速度、散度等物理量在赤道地区也非常敏感。多初值集合预报加入物理过程随机扰动后,集合平均均方根误差在积分后期略有改善,对降水预报水平也有较为明显的提高,这表明物理过程随机扰动方法具有较好的业务应用前景。 展开更多

关键词 T213 集合预报 物理过程随机扰动 检验评估

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随机物理倾向扰动方案在西部山地对流尺度集合预报中的研究 被引量：3

6

作者 王明欢 李俊 +3 位作者 熊洁 赖安伟 孙玉婷 许建玉 《气象》 CSCD 北大核心 2021年第8期966-981,共16页

为了研究随机物理倾向扰动(SPPT)方法在复杂地形条件下对对流尺度集合预报中的影响,针对SPPT随机扰动场的时间尺度、空间尺度和格点标准差三个参数进行敏感性试验,分析扰动变化规律,探讨其预报效果。结果表明:空间尺度90 km、时间尺度3 ... 为了研究随机物理倾向扰动(SPPT)方法在复杂地形条件下对对流尺度集合预报中的影响,针对SPPT随机扰动场的时间尺度、空间尺度和格点标准差三个参数进行敏感性试验,分析扰动变化规律,探讨其预报效果。结果表明:空间尺度90 km、时间尺度3 h和格点标准差0.525参数构造的SPPT随机扰动场结构对西部山地对流尺度集合预报整体效果较好,该试验不同层次高空要素(纬向风场、温度场和湿度场)和近地面要素(10 m风和2 m温度)的离散度增长较快,考虑预报误差的离散度/RMSE也好于其他试验。虽然最优配置试验的3 h累积降水的集合平均相对于其他参数试验没有明显在各个量级上都有提高,但在≥10 mm、≥25 mm和≥50 mm的降水等级的ETS评分接近或者高于控制试验,概率预报技巧较好。综合来看,空间尺度参数的选取比时间尺度对离散度的影响更加明显,增加扰动振幅对离散度的增加也起到积极的作用,同时可以提高不同量级降水的概率预报技巧。 展开更多

关键词 集合预报 对流尺度 不确定性 随机物理倾向扰动(SPPT)

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基于随机物理过程扰动的BMJ积云参数化方案对降水集合预报的影响 被引量：1

7

作者 曾燕飞 闵锦忠 王世璋 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期428-443,共16页

基于ARPS模式和随机物理过程参数化扰动(stochastically perturbed parameterization)方法,通过10个2018年6—7月间的降水个例,讨论了针对BMJ积云降水参数化方案下不同参数化扰动方式对降水预报的影响。扰动方式包括扰动BMJ方案的温湿... 基于ARPS模式和随机物理过程参数化扰动(stochastically perturbed parameterization)方法,通过10个2018年6—7月间的降水个例,讨论了针对BMJ积云降水参数化方案下不同参数化扰动方式对降水预报的影响。扰动方式包括扰动BMJ方案的温湿倾向和扰动BMJ方案的温湿参考廓线。试验的结果表明BMJ方案在华东区域的降水预报中存在湿偏差,即预报的降水事件多于相应的观测事件。这一偏差在系统性增加参考廓线湿度后仍然存在。BMJ方案对不同扰动方式的响应存在较大差异。扰动BMJ方案的温湿倾向对降水预报的影响较小,且集合离散度低。扰动BMJ方案的温湿参考廓线对降水预报影响显著,能够大幅增加集合离散度,其中对称的BMJ参考廓线扰动对预报技巧评分改进有限,原因是小雨的湿偏差有所增加,而非对称的BMJ参考廓线扰动(扰动均值大于1.0)能够有效提高预报技巧评分并降低湿偏差。此外,非对称扰动大幅改善了BMJ降水预报初期(0~3 h)的空间分布形态,并且改进了夜间降水预报的强度。非对称扰动评分较高的原因是减少了原BMJ方案在降水预报初期的的大范围虚假预报,避免了大气湿度的大范围下降,保障了预报后期的强降水预报能力。而BMJ方案温湿倾向量级较小则是造成倾向扰动方法效果不明显的重要原因。 展开更多

关键词 积云参数化 BMJ方案 随机物理过程参数化扰动 降水预报

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不同扰动方法集合离散度演变的异同性暨地形扰动初探 被引量：9

8

作者 李俊 杜钧 +1 位作者 刘羽 许建玉 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期123-146,共24页

基于北京"7.21"特大暴雨个例,设计了一种考虑地形不确定性对降水影响的集合预报方案,在对该方案进行初步评估的基础上,重点通过计算相关系数、扰动总能量和尺度分解,对包括地形扰动方案在内的4种集合预报方案(初值、多物理、... 基于北京"7.21"特大暴雨个例,设计了一种考虑地形不确定性对降水影响的集合预报方案,在对该方案进行初步评估的基础上,重点通过计算相关系数、扰动总能量和尺度分解,对包括地形扰动方案在内的4种集合预报方案(初值、多物理、地形、初值-多物理混合)中离散度演变的异同性进行了分析。结果表明:(1)考虑模式地形不确定性的扰动方案,在不影响集合平均降水预报质量的基础上,对集合降水预报的离散度和概率预报略有正贡献。(2)离散度空间结构的演变与天气形势的演变密切相关。不同扰动方案产生的离散度在初始时刻的空间分布各不相同,但随模式向前积分其离散度的相似度快速增大,其中0—6 h内增长速度最快,离散度场之间的相关系数可以超过0.6。混合方案与单一扰动方案相比,对离散度空间结构的贡献不大。(3)虽然不同方案的离散度空间结构相似,但其幅度却存在明显的差异,如地形扰动方案的离散度幅度明显小于初值扰动和物理过程扰动方案。混合方案可以增加原单一扰动方案的离散度振幅,但这种增加在高层明显,而在近地面层并不明显,因而增加降水和其他近地面大气变量的离散度要比增加上层大气变量的离散度更困难。(4)尺度分离的结果表明,随着空间尺度的增大和积分时间的延长,不同扰动方法产生的离散度结构会逐渐变得相似,但在积分早期(<12 h)和较小的空间尺度(<448 km)上离散度结构的差异仍明显,并且在较小的空间尺度(<448 km)上,不同扰动方法产生的离散度幅度有明显的差异。所以对于小空间尺度系统或甚短期预报,选择扰动方案比大尺度和较长期的预报更重要。以上研究可为集合预报如何合理采用不同扰动方案或不同方案的组合提供科学依据。 展开更多

关键词 北京“7.21”大暴雨 集合预报 地形扰动 初值和物理扰动 离散度的异同性

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再悬浮扰动对巢湖沉积物重金属元素释放的影响 被引量：5

9

作者 张雨笛 齐翠翠 +3 位作者 胡淑恒 许子牧 匡武 袁步先 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第10期1385-1394,共10页

文章使用Y型再悬浮装置探究在不同扰动强度和持续时间条件下,巢湖底泥沉积物再悬浮对上覆水体理化性质及重金属元素释放的影响。研究发现:沉积物再悬浮过程中,南淝河入湖区与西湖心的悬浮颗粒物质量浓度、pH值和溶解氧(dissolved oxygen... 文章使用Y型再悬浮装置探究在不同扰动强度和持续时间条件下,巢湖底泥沉积物再悬浮对上覆水体理化性质及重金属元素释放的影响。研究发现:沉积物再悬浮过程中,南淝河入湖区与西湖心的悬浮颗粒物质量浓度、pH值和溶解氧(dissolved oxygen, DO)均与物理扰动的强度、时间有关;南淝河入湖区上覆水体中Cr、Cu、Ni、Zn、Pb、Hg、As的质量浓度整体随水体流速和颗粒物悬浮时间的增加逐渐增大,Hg、Pb和Cu水溶态质量浓度在垂向分布上随水体深度增加而逐渐增大;西湖心上覆水体中Zn、Ni、Hg、As、Pb和Cr的质量浓度在扰动实验的初期迅猛上升至峰值,但后期逐渐下降并趋于稳定,且在垂向上分布均匀。通过分析释放通量发现,南淝河入湖区与西湖心上覆水体表层、中层和深层的溶解态重金属元素释放量并不是持续增长的,但可推断由于再悬浮进入上层水体的沉积物颗粒中重金属元素污染物含量比底泥中更高。 展开更多

关键词 再悬浮 沉积物 重金属 物理扰动 巢湖

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针对WRF模式中行星边界层参数化过程倾向项的扰动方法 被引量：2

10

作者 武天杰 闵锦忠 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2021年第2期240-251,共12页

针对WRF模式中行星边界层参数化过程中的不确定性,发展了一种针对行星边界层参数化过程的随机物理扰动方案(SPPBLPT),该方案针对行星边界层计算的温度、风场、水汽倾向项进行扰动。使用该方案、多行星边界层参数化方案、多参数扰动方案... 针对WRF模式中行星边界层参数化过程中的不确定性,发展了一种针对行星边界层参数化过程的随机物理扰动方案(SPPBLPT),该方案针对行星边界层计算的温度、风场、水汽倾向项进行扰动。使用该方案、多行星边界层参数化方案、多参数扰动方案及针对WRF模式总倾向的随机物理过程扰动(SPPT)方案对2014年7月进行对比实验,发现使用较大格点方差的SPPBLPT方案能有效降低地面温度与风场的误差,也能降低降水的预报误差,而其他方案对预报改善不明显。针对地面温度和风场的BS评分显示,SPPBLPT方案通过降低可靠性评分(提高可靠性),显著改善了集合预报对温度与风场的可能性预报,同时该方案能显著提高降水的GSS评分,在所有实验中,较大格点方差的SPPBLPT方案表现最好。针对行星边界层参数化过程的随机物理扰动方案(SPPBLPT)能显著提升集合预报系统性能,但是该方案的扰动参数的设置还需要进一步研究。 展开更多

关键词 行星边界层 随机物理过程扰动 集合预报 WRF模式

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随机辐射参数化过程扰动方案对温度预报的影响 被引量：2

11

作者 武天杰 闵锦忠 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2020年第4期477-488,共12页

数值模式中辐射参数化过程的不确定性是导致温度预报不准确的原因之一,为了在WRF集合预报系统中提高温度预报的效果,提出一种针对辐射参数化倾向的随机扰动方案(Stochastically Perturbed Radiation Parameterization Tendencies,SPRPT... 数值模式中辐射参数化过程的不确定性是导致温度预报不准确的原因之一,为了在WRF集合预报系统中提高温度预报的效果,提出一种针对辐射参数化倾向的随机扰动方案(Stochastically Perturbed Radiation Parameterization Tendencies,SPRPT)。并将这种方法与多辐射参数化物理过程方案、多参数扰动方案及传统的随机物理过程扰动方案(SPPT)方法对比。针对2014年7月的温度模拟过程中,多辐射参数化物理过程方案虽然在700 hPa以下及地面2 m温度的预报上有较大离散度,但会增大温度预报的误差,但综合效果没有SPRPT方案好;扰动散射调谐参数可在一定程度上提高温度预报,但不显著;在同样扰动参数下,SPPT方案对温度的预报改进不明显。而SPRPT方案能显著提高集合预报系统的离散度,降低地面2 m温度的暖偏差。评分指出该方案对集合预报系统,尤其是在模式底层及近地面的温度预报上,改善明显。 展开更多

关键词 温度 辐射参数化 集合预报 随机物理过程扰动

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不同模式扰动方案在风暴尺度集合预报中的对比试验研究 被引量：9

12

作者 刘畅 闵锦忠 +2 位作者 冯宇轩 贲海荣 王世璋 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期605-619,共15页

由于适用于中长期集合预报的模式扰动技术在风暴尺度集合预报系统中的影响并不明确,为探究不同模式扰动方案在风暴尺度集合预报中的效果,基于WRF模式设计了3组模式扰动方案:多物理扰动(MP)方案、随机物理倾向扰动(Stochastically Pertur... 由于适用于中长期集合预报的模式扰动技术在风暴尺度集合预报系统中的影响并不明确,为探究不同模式扰动方案在风暴尺度集合预报中的效果,基于WRF模式设计了3组模式扰动方案:多物理扰动(MP)方案、随机物理倾向扰动(Stochastically Perturbed Parameterization Tendencies,SPPT)方案以及由MP方案与SPPT方案组合构建的一种新混合扰动(SPMP)方案。对2013年7月5—6日发生在江淮流域的一次强对流天气过程进行了数值模拟。结果表明:MP方案在积分前期的降水概率评分较高,对高层大气的扰动效果更为合理;SPPT方案主要作用于积分中后期,对大气低层及近地面的扰动效果最为理想,尤其是对于地面水汽场的模拟;SPMP方案能显著提高大气中高层各预报变量的离散度,降低均方根误差,提升集合成员的可信度,有效弥补降水预报评分在单独使用MP方案和SPPT方案不同积分时段的不足。在扰动水平传播方向上,SPMP方案的扰动形态主要受MP方案主导;垂直方向上,SPMP方案在低层的扰动形态与SPPT方案一致,在高层受MP方案控制。波谱能量分析表明3组方案的扰动能量随积分时间均有向大尺度传播的趋势,SPMP方案能有效补偿两种方案能量在各尺度的耗散。 展开更多

关键词 模式扰动 风暴尺度 集合预报 随机物理倾向扰动

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北京“7.21”特大暴雨不同集合预报方案的对比试验 被引量：42

13

作者 李俊 杜钧 刘羽 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期50-71,共22页

采用6套扰动方案(初值、多物理、3组随机物理和初值与随机物理的混合)对2012年7月21日("7.21")北京特大暴雨过程进行了集合降水预报试验,检验了不同方案的集合平均预报、集合区间预报和概率预报较控制预报改进的相对程度,分... 采用6套扰动方案(初值、多物理、3组随机物理和初值与随机物理的混合)对2012年7月21日("7.21")北京特大暴雨过程进行了集合降水预报试验,检验了不同方案的集合平均预报、集合区间预报和概率预报较控制预报改进的相对程度,分析了它们对该过程时空不确定性的预报能力、不同扰动方法的离散度贡献以及不同尺度扰动对预报误差的贡献等。结果表明:(1)所有集合方案特别是初值扰动、多物理和混合扰动的集合预报相对控制预报在暴雨强度和位置上都有较显著的改进,并为用户决策提供了包括预报不确定性在内的更多预报信息。(2)3组随机物理产生的集合预报离散度很相似,都远小于初值扰动和多物理方案产生的离散度,并且主要集中在强降水中心附近,因此在初值扰动的基础上加入随机扰动,可以提高强降水中心的离散度,但对强降水中心以外的地区作用甚微;尺度分析进一步表明随机物理产生的离散度贡献主要集中在较小尺度上(<320 km),在更小的尺度上(<160 km)它甚至可以与初值和多物理扰动的贡献相当,而初值扰动和多物理过程的贡献可以比随机物理过程多延伸400—500 km直到较大的尺度(如>1000 km),其中多物理过程在较小尺度上(<100 km)可比初值扰动贡献更大,并且能部分消除预报系统偏差。(3)所有集合扰动方案所产生的离散度尺度谱都与实际预报误差尺度谱分布一致,即随空间尺度增大而减小,但在幅度上都小于预报误差(离散度不够大),并且这种差异随着空间尺度的减小而加速增大,在小尺度上相差甚大。 展开更多

关键词 北京“7.21”暴雨 集合预报 初值扰动 多物理过程 随机物理扰动

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基于KF-ETA积云对流参数化方案集合预报试验 被引量：7

14

作者 张曼 闵锦忠 +1 位作者 戚友存 杨毅 《高原气象》 CSCD 北大核心 2014年第5期1323-1331,共9页

采用中尺度数值模式WRF和Kain-Fritsch-ETA积云对流参数化方案(简称KF-ETA方案)对2003年江淮流域一次暴雨过程进行了敏感性分析和集合试验。结果表明,KF-ETA方案中的敏感因子(最小净环境卷入率和积云半径)对预报均有明显的影响,主要体... 采用中尺度数值模式WRF和Kain-Fritsch-ETA积云对流参数化方案(简称KF-ETA方案)对2003年江淮流域一次暴雨过程进行了敏感性分析和集合试验。结果表明,KF-ETA方案中的敏感因子(最小净环境卷入率和积云半径)对预报均有明显的影响,主要体现在各物理变量垂直廓线和次网格对流降水场的分布。基于KF-ETA方案的多成员集合预报,不仅改善了降水的位置和范围、纠正了单一确定性预报中"过干"和"过湿"的随机性偏差,而且也显示预报的不确定性主要集中在地形复杂及强降水的区域。 展开更多

关键词 中尺度集合预报 不确定性 物理过程扰动

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WRF模式对中国东南地区的多参数化短期集合预报试验 被引量：4

15

作者 李嘉鹏 汤剑平 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期677-688,共12页

本文采用物理过程扰动方法,针对中国东南地区建立了基于Weather Research and Forecas-ting(WRF)模式的短期集合预报系统.利用美国国家环境预报中心全球数据同化系统的高空资料和预报区域内1000多个站点(包括基准站、基本站和一般站)的... 本文采用物理过程扰动方法,针对中国东南地区建立了基于Weather Research and Forecas-ting(WRF)模式的短期集合预报系统.利用美国国家环境预报中心全球数据同化系统的高空资料和预报区域内1000多个站点(包括基准站、基本站和一般站)的地面观测资料对短期集合预报系统2010年5、6月份的预报结果进行了检验,分析了物理过程参数化方案和集合平均方法对气象要素预报效果的影响.结果表明:基于WRF模式的短期集合预报系统对我国东南地区高空及地面要素有一定的预报能力.从单个模式成员和集合平均的结果来看,在整个预报时段(60h)内都能较好地预报;不同高度上的气象要素和不同量级的降水对物理过程参数化方案的敏感性不同,预报效果也存在差异.集合平均方法对于大部分气象要素场的预报效果超过单个模式成员. 展开更多

关键词 短期集合预报 中国东南地区 物理过程扰动

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华东区域中尺度集合预报系统的改进及2020年梅雨期降水试验 被引量：1

16

作者 谭燕 黄伟 +2 位作者 杨玉华 张旭 陈葆德 《大气科学》 CSCD 北大核心 2022年第6期1437-1453,共17页

考虑区域模式预报中不确定性的各种来源,分别引入初始场误差、侧边界误差和模式误差构建新一代华东区域中尺度集合预报系统,并对2020年梅雨期降水开展为期一个月的集合预报试验。通过不同时空尺度典型个例的分析可以看出,所选取的随机... 考虑区域模式预报中不确定性的各种来源,分别引入初始场误差、侧边界误差和模式误差构建新一代华东区域中尺度集合预报系统,并对2020年梅雨期降水开展为期一个月的集合预报试验。通过不同时空尺度典型个例的分析可以看出,所选取的随机物理倾向扰动方案中的参数具备一定的通用性,且在参数调优中加强随机过程的影响,系统中低层的风场和湿度场有明显的反馈,集合系统的离散度得到较大改善,对预报的影响大小依次为:格点方差、随机扰动场的去相关空间和随机扰动场的去相关时间。一个月的梅雨期降水评估结果显示:集合系统升级后对各时次各量级的降水TS(Threat Score)评分均有所提升,但仍然存在着降水强度偏大的问题;从概率预报的角度来看,系统升级后,对中到大雨预报的准确率和可信度提升明显,对强降水事件的描述更准确;形势场的检验结果表明,系统的预报偏差问题得到了部分程度地改善,对大气中低层风场、湿度场和地面变量的预报效果较好。相比原华东区域中尺度集合预报系统,升级后的系统,其整体优势可概括为:预报误差减小、集合离散度明显增加,降水预报的能力在各时段各量级均有提升,其中物理过程的不确定性对于捕捉强降水事件有明显的影响,使得系统的预报可信度增加。 展开更多

关键词 中尺度集合预报 随机物理倾向扰动(SPPT) 梅雨 性能分析

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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

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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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