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中尺度降水集合预报随机参数扰动方法敏感性试验
被引量：
19
1
作者
徐致真
陈静
+3 位作者
王勇
李红祺
陈法敬
范宇恩
《气象学报》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第5期849-868,共20页
中尺度降水模式预报具有很大的不确定性,为更好地描述与模式降水预报密切相关的物理过程关键参数的不确定性,基于中国气象局GRAPES (Global/Regional Assimilation and Prediction System)中尺度区域集合预报模式,从对模式降水预报不确...
中尺度降水模式预报具有很大的不确定性,为更好地描述与模式降水预报密切相关的物理过程关键参数的不确定性,基于中国气象局GRAPES (Global/Regional Assimilation and Prediction System)中尺度区域集合预报模式,从对模式降水预报不确定性有较大影响的积云对流、云微物理、边界层及近地面层等4个参数化方案中选取了18个关键参数,设计了一种随机参数扰动方案(Stochastically Perturbed Parameterization,SPP),并通过2015年6—7月总计10 d的随机扰动集合预报试验,对比分析了SPP方案对不同物理过程参数扰动敏感性、随机场时、空尺度敏感性、能量变化特征及其集合预报效果。结果显示,对所选择的任一物理过程参数化方案增加SPP扰动后,降水及等压面要素的概率预报技巧优于无SPP扰动的预报,而扰动积云对流和边界层过程中的参数较扰动云微物理过程中的参数影响更显著,且同时扰动积云对流、云微物理、边界层及近地面层参数化方案中的18个参数的集合预报效果优于扰动任何单一物理过程中的部分参数,表明SPP方案能够有效地提高中尺度降水概率预报技巧;从能量变化特征可知,不同物理过程的参数扰动对动能、内能和总能量的影响层次和特征有所不同,但总体而言,扰动前后各项能量基本相同;随机场时、空尺度敏感性试验发现,SPP扰动随机场时间、空间相关尺度对集合预报效果有明显影响,当扰动随机场选用12 h抗相关时间及截断波数20时,集合预报结果最优。上述结果表明,SPP随机参数扰动方案不仅能够有效提高集合概率预报效果,还能够提高集合降水概率预报技巧,具有良好的业务应用与发展前景。
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关键词
区域集合预报
随机参数扰动方案
时间尺度
空间尺度
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职称材料
GRAPES区域集合预报系统模式不确定性的随机扰动技术研究
被引量：
48
2
作者
袁月
李晓莉
+1 位作者
陈静
夏宇
《气象》
CSCD
北大核心
2016年第10期1161-1175,共15页
为进一步描述GRAPES(Global/Regional Assimilation and Prediction System)区域集合预报系统(GRAPES Me—soscale Ensemble Prediction System,GRAPES—MEPS)中GRAPES—Meso模式的不确定性特征,本研究在GRAPES—MEPS系统中引人了模式...
为进一步描述GRAPES(Global/Regional Assimilation and Prediction System)区域集合预报系统(GRAPES Me—soscale Ensemble Prediction System,GRAPES—MEPS)中GRAPES—Meso模式的不确定性特征,本研究在GRAPES—MEPS系统中引人了模式物理参数化倾向随机扰动方案(Stochastically Perturbed Parameterization Tendencies,SPPT),随机扰动型的产生是基于-阶马尔科夫链,其具有时间相关性特征,并服从正态分布,另外经过谱展开随机场具有空间结构特征,在水平结构上较平滑和连续。本文开展了基于SPPT方案的GRAPES—MEPS集合预报试验,针对SPPT方案中随机场的扰动幅度和时间相关尺度参数开展了一系列敏感性试验,并对试验结果进行了较全面的集合预报客观检验,此外,针对一次强降水过程,分析了SPPT方案对降水预报的影响。试验结果表明,引入SPPT方案能在一定程度上提高GRAPES—MEPS系统的预报技巧,降低系统的漏报率;且能显著改进预报后期大雨量级降水的预报技巧。通过敏感性试验发现,对于GRAPES—MEPS系统,SPPT方案的效果与随机扰动场幅度的范围,及扰动场的时间相关尺度选择相关,需经过敏感性试验确定出较适合的参数。
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关键词
集合预报
随机
扰动
参数
化倾向
方案
扰动
范围
时间尺度
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职称材料
题名
中尺度降水集合预报随机参数扰动方法敏感性试验
被引量：
19
1
作者
徐致真
陈静
王勇
李红祺
陈法敬
范宇恩
机构
中国气象科学研究院
中国气象局数值预报中心
奥地利中央气象和地球动力学研究所
成都信息工程大学
出处
《气象学报》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第5期849-868,共20页
基金
国家重点研发计划项目(2018YFC1507405)
国家科技支撑计划项目(2015BAC03B01)
文摘
中尺度降水模式预报具有很大的不确定性,为更好地描述与模式降水预报密切相关的物理过程关键参数的不确定性,基于中国气象局GRAPES (Global/Regional Assimilation and Prediction System)中尺度区域集合预报模式,从对模式降水预报不确定性有较大影响的积云对流、云微物理、边界层及近地面层等4个参数化方案中选取了18个关键参数,设计了一种随机参数扰动方案(Stochastically Perturbed Parameterization,SPP),并通过2015年6—7月总计10 d的随机扰动集合预报试验,对比分析了SPP方案对不同物理过程参数扰动敏感性、随机场时、空尺度敏感性、能量变化特征及其集合预报效果。结果显示,对所选择的任一物理过程参数化方案增加SPP扰动后,降水及等压面要素的概率预报技巧优于无SPP扰动的预报,而扰动积云对流和边界层过程中的参数较扰动云微物理过程中的参数影响更显著,且同时扰动积云对流、云微物理、边界层及近地面层参数化方案中的18个参数的集合预报效果优于扰动任何单一物理过程中的部分参数,表明SPP方案能够有效地提高中尺度降水概率预报技巧;从能量变化特征可知,不同物理过程的参数扰动对动能、内能和总能量的影响层次和特征有所不同,但总体而言,扰动前后各项能量基本相同;随机场时、空尺度敏感性试验发现,SPP扰动随机场时间、空间相关尺度对集合预报效果有明显影响,当扰动随机场选用12 h抗相关时间及截断波数20时,集合预报结果最优。上述结果表明,SPP随机参数扰动方案不仅能够有效提高集合概率预报效果,还能够提高集合降水概率预报技巧,具有良好的业务应用与发展前景。
关键词
区域集合预报
随机参数扰动方案
时间尺度
空间尺度
Keywords
Regional ensemble forecast
Stochastically perturbed parameterization
Temporal decorrelation scales
Spatial decorrelation scales
分类号
P457.6 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
GRAPES区域集合预报系统模式不确定性的随机扰动技术研究
被引量：
48
2
作者
袁月
李晓莉
陈静
夏宇
机构
成都信息工程大学
中国气象局数值预报中心
出处
《气象》
CSCD
北大核心
2016年第10期1161-1175,共15页
基金
公益性行业(气象)科研专项(GYHY201506005和GYHY201006015)
国家自然科学基金项目(41075035)
+1 种基金
国家重点基础研究发展计划(973计划)(2012CB417204)
国家科技支撑计划项目(2015BAC03B01)共同资助
文摘
为进一步描述GRAPES(Global/Regional Assimilation and Prediction System)区域集合预报系统(GRAPES Me—soscale Ensemble Prediction System,GRAPES—MEPS)中GRAPES—Meso模式的不确定性特征,本研究在GRAPES—MEPS系统中引人了模式物理参数化倾向随机扰动方案(Stochastically Perturbed Parameterization Tendencies,SPPT),随机扰动型的产生是基于-阶马尔科夫链,其具有时间相关性特征,并服从正态分布,另外经过谱展开随机场具有空间结构特征,在水平结构上较平滑和连续。本文开展了基于SPPT方案的GRAPES—MEPS集合预报试验,针对SPPT方案中随机场的扰动幅度和时间相关尺度参数开展了一系列敏感性试验,并对试验结果进行了较全面的集合预报客观检验,此外,针对一次强降水过程,分析了SPPT方案对降水预报的影响。试验结果表明,引入SPPT方案能在一定程度上提高GRAPES—MEPS系统的预报技巧,降低系统的漏报率;且能显著改进预报后期大雨量级降水的预报技巧。通过敏感性试验发现,对于GRAPES—MEPS系统,SPPT方案的效果与随机扰动场幅度的范围,及扰动场的时间相关尺度选择相关,需经过敏感性试验确定出较适合的参数。
关键词
集合预报
随机
扰动
参数
化倾向
方案
扰动
范围
时间尺度
Keywords
ensemble forecast, stochastically perturbed parameterization tendency （SPPT）, random field, time scale
分类号
P456 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
中尺度降水集合预报随机参数扰动方法敏感性试验
徐致真
陈静
王勇
李红祺
陈法敬
范宇恩
《气象学报》
CAS
CSCD
北大核心
2019
19
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
GRAPES区域集合预报系统模式不确定性的随机扰动技术研究
袁月
李晓莉
陈静
夏宇
《气象》
CSCD
北大核心
2016
48
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职称材料
已选择
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