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基于广东数值天气预报模式产品的扰动天气图系统 被引量:1
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作者 文秋实 梁卓轩 +1 位作者 魏丹淇 钱维宏 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期633-649,共17页
数值预报模式产品已成为当前各地气象台短期天气预报中的重要参考信息。我国各级气象台站都建立了多模式产品的一体化显示平台。但是,业务化平台上绘制的仍然是传统天气图。近十年来,为了更方便预报员客观地从中识别各种类极端天气,北... 数值预报模式产品已成为当前各地气象台短期天气预报中的重要参考信息。我国各级气象台站都建立了多模式产品的一体化显示平台。但是,业务化平台上绘制的仍然是传统天气图。近十年来,为了更方便预报员客观地从中识别各种类极端天气,北京大学发展的基于欧洲中心全球模式产品的扰动天气图制作方法已经应用于对国内外多种类极端天气的大量个例分析,得到了国内外同行的认可。在前期工作的基础上,新近发展了基于广东区域模式(CMA-GD)产品的扰动天气图绘制系统。但是,与欧洲全球模式相比广东区域模式具有完全独立的非静力平衡状态偏差特征,并且不同模式系统之间的系统偏差也不一致,因此提出了一套生成区域模式自有扰动天气分析数据的基本方案,以减小模式系统性误差和气候漂移造成的虚假天气扰动信息,更有效地展现模式中的扰动天气系统特征细节。针对该系统网页端输出结果,实际应用台风个例介绍区域模式扰动天气图分析、使用方法。结果表明:相比于欧洲中心全球模式产品生成的扰动天气图,基于本地化模式数据生成的扰动天气图能够展示更多区域模式独有的物理量非静力特征时空特征。希望能帮助读者认识扰动法并熟悉扰动天气图在日常天气预报业务和天气过程复盘总结中的应用。 展开更多
关键词 广东模式产品 扰动天气图 业务系统
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北斗导航探空上升-下降段探空资料在华南区域数值模式同化应用试验
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作者 张诚忠 黄燕燕 +1 位作者 梁家豪 徐黄飞 《热带气象学报》 北大核心 2025年第1期16-25,共10页
为了解华南区域北斗导航往返探空资料的性能及其对华南区域模式预报的影响,以一个月北斗导航探空资料,分别与L波段观测资料和欧洲中心分析场进行比较分析。结果发现,北斗导航资料与L波段上升段资料之间的速度均方根误差<1 m·s^(... 为了解华南区域北斗导航往返探空资料的性能及其对华南区域模式预报的影响,以一个月北斗导航探空资料,分别与L波段观测资料和欧洲中心分析场进行比较分析。结果发现,北斗导航资料与L波段上升段资料之间的速度均方根误差<1 m·s^(-1),温度均方根误差<1°,相对湿度的均方根误差<10%。北斗导航探空资料与欧洲分析场标准差在对流层内U、V分量<2 m·s^(-1);温度比分析场偏低~1°;湿度在大气层中除了在400~200 hPa附近偏干5%外,其余偏湿5%~15%。对流层以上的各要素标准差均大于对流层。分别对一次空气影响过程、台风登陆过程进行同化对比试验发现,同化北斗导航探空资料试验与同化L波段资料试验的各级别降水TS互有高低,前者试验24 h台风路径预报有32%的提高,反映出与同化L波段单一的上升资料试验相比,北斗导航的往、返探空资料的同化对短期的降水预报、台风路径预报有着中性至正的改善作用。 展开更多
关键词 北斗导航探空 同化试验 个例研究 华南区域
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华南区域大气成分业务数值预报GRACEs模式系统 被引量:14
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作者 邓雪娇 邓涛 +6 位作者 麦博儒 殷长秦 王楠 李菲 邹宇 谭浩波 吴兑 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2016年第6期900-907,共8页
总结了华南区域大气成分数值预报GRACEs模式系统的业务发展进程,系统介绍了GRACEs模式的计算域、气象驱动场、输入排放源、计算平台与产品应用,报告了GRACEs模式的业务预报性能。概述了国内外大气成分数值预报模式的发展现状与趋势,介... 总结了华南区域大气成分数值预报GRACEs模式系统的业务发展进程,系统介绍了GRACEs模式的计算域、气象驱动场、输入排放源、计算平台与产品应用,报告了GRACEs模式的业务预报性能。概述了国内外大气成分数值预报模式的发展现状与趋势,介绍了新版CMAQ模式Ver5.1的化学机理,及其在光化学、气溶胶化学、源排放、化学与气象双向反馈机制等方面的重要更新。GRACEs模式系统预期将在本地精细化气象模式、污染源本地化、化学机理以及初始场同化等方面进一步研究,深入开展华南区域"一体化"大气成分模式系统的研发与应用。 展开更多
关键词 GRACEs模式系统 CMAQ模式 化学机理 光化学 气溶胶化学 华南区域
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华南区域高分辨率数值模式前汛期预报初步评估 被引量:13
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作者 林晓霞 冯业荣 +1 位作者 陈子通 简云韬 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期656-668,共13页
基于华南地区自动站逐小时观测资料,采用传统站点评分、邻域法等评估华南区域高分辨率数值模式(包括GRAPES;Z;1 km模式和GRAPES;Z 3 km模式)对降水、地面温度和风场等要素的预报能力。结果表明:GRAPES;Z;1 km模式的降水预报技巧优于GRAP... 基于华南地区自动站逐小时观测资料,采用传统站点评分、邻域法等评估华南区域高分辨率数值模式(包括GRAPES;Z;1 km模式和GRAPES;Z 3 km模式)对降水、地面温度和风场等要素的预报能力。结果表明:GRAPES;Z;1 km模式的降水预报技巧优于GRAPES;Z 3 km模式,模式预报以正偏差为主。对于不同起报时间的预报,00时(世界时,下同)起报的预报效果优于12时。GRAPES;Z;1 km模式的TS评分是GRAPES;Z 3 km模式的两倍以上,对不同降水阈值的评分均较高。分数技巧评分(FSS)显示GRAPES;Z;1 km模式6 h累计降水预报在0.1 mm、1 mm及5 mm以上的降水均可达到最低预报技巧尺度,对所检验降水对象的空间位置把握能力更好。2 m气温和10 m风速检验结果表明两个模式均能较好把握广东省温度的分布特征,GRAPES;Z;1 km模式对2 m气温预报结果优于GRAPES;Z 3 km模式,预报绝对误差更小;两个模式对风速的预报整体偏强,预报偏差在1~4 m/s之间,但相比之下GRAPES;Z 3 km模式在风场预报上表现更好。GRAPES;Z;1 km模式的2 m气温和10 m风速预报偏差随降水过程存在明显波动,强降水过后温度预报整体偏低,风速预报偏强,在模式产品订正、使用等需要考虑模式对主要天气系统的预报情况。总的来说,GRAPES;Z;1 km模式的预报产品具有较好的参考价值。 展开更多
关键词 GRAPES_GZ 降水预报 检验评估 FSS评分
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雷达反演潜热在华南区域数值模式汛期短时临近降水预报的应用试验 被引量:4
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作者 张诚忠 薛纪善 +1 位作者 冯业荣 万齐林 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期577-587,共11页
为了评估潜热对短临降水预报的影响,基于雷达反演潜热的基础上,以2014年3月30日的强降水个例和2013年5月的31天为样本,进行了初值有无引入潜热释放引起位温增量的批量试验。(1)强降水个例模拟试验发现,初值引进潜热后预报的12 h累积降... 为了评估潜热对短临降水预报的影响,基于雷达反演潜热的基础上,以2014年3月30日的强降水个例和2013年5月的31天为样本,进行了初值有无引入潜热释放引起位温增量的批量试验。(1)强降水个例模拟试验发现,初值引进潜热后预报的12 h累积降水中心与实况一致,预报的前4 h雷达反射率从范围、强度上更接近观测的反射率,逐小时TS比无潜热试验要高。(2)诊断分析表明模式初值引进潜热后,调整降水区域上空大气的温度结构,订正或加强次级环流,触发对流不稳定能量释放,利于成云致雨。(3)批量对比试验反映初值潜热对前12 h逐时降水预报一直保持正影响。 展开更多
关键词 雷达反演潜热 华南区域数值模式 短时临近预报 资料同化
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SSIM在高分辨率降水数值预报产品空间检验中的应用 被引量:2
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作者 陈百炼 杨富燕 +2 位作者 陈子通 彭芳 曾莉萍 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期537-546,共10页
引入图像结构相似度指数SSIM应用于高分辨率降水数值预报产品的空间检验,通过对SSIM应用场景和算法的适用性改进,提出了适用于0-1化降水格点场空间检验的SSIM应用方法,并针对SSIM指标不能正确反映降水场中雨带位置变化的缺陷进行了改进... 引入图像结构相似度指数SSIM应用于高分辨率降水数值预报产品的空间检验,通过对SSIM应用场景和算法的适用性改进,提出了适用于0-1化降水格点场空间检验的SSIM应用方法,并针对SSIM指标不能正确反映降水场中雨带位置变化的缺陷进行了改进,提出了修正的SSIM*指标。应用该新方法选取2020年夏季贵州地区的暴雨个例,对中国气象局/广东省区域数值天气预报重点实验室华南区域中尺度模式输出的高分辨率降水预报产品进行了空间检验,并与采用另外两种检验方法即MODE和邻域法的检验结果进行了比较。结果表明改进的SSIM方法在高分辨率降水数值预报场空间检验中有较好的应用效果,三种方法得到的检验结果在有无预报能力的定性评价上差异不大,而新的SSIM*指标与MODE的MMI指标表现较为接近,且在对个例预报能力的评价上更为合理。该方法以0-1化降水格点场作为空间检验对象,能够得到其它方法所不能得到的降水场整体检验特征和分项检验特征,提供从雨区面积、雨带结构及其平均位置多个方面评估预报性能的参考指标,且计算简单无主观参数设定,得到的检验结果具有唯一确定性,克服了当前MODE方法在应用中的缺点,具有较大的推广应用价值,值得进一步深入研究。 展开更多
关键词 降水数值预报 0-1化格点场 空间检验 SSIM应用
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华南区域大气成分数值模式GRACEs预报性能评估 被引量:9
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作者 李婷苑 吴乃庚 +5 位作者 邓雪娇 邓涛 陈靖扬 沈劲 邓思欣 梁华玲 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2021年第2期207-217,共11页
利用2016—2019年广东省国控站实况监测数据对华南区域大气成分数值模式系统(GRACEs)预报性能进行了综合评估。除空气质量指数AQI外,重点对PM_(2.5)、O_(3)及NO2进行了分析评估。(1)模式预报性能存在年际差异,对各要素的预报值总体偏低... 利用2016—2019年广东省国控站实况监测数据对华南区域大气成分数值模式系统(GRACEs)预报性能进行了综合评估。除空气质量指数AQI外,重点对PM_(2.5)、O_(3)及NO2进行了分析评估。(1)模式预报性能存在年际差异,对各要素的预报值总体偏低。(2)模式预报能较好地反映空气质量的空间分布,PM_(2.5)中心在珠三角西北部,而O_(3)-8 h高值区在珠三角核心区和粤东沿海,但模式对O_(3)-8 h高值区存在显著预报低估现象。(3)模式可较好地模拟出PM_(2.5)月变化的单峰型特征和O_(3)-8 h月变化双峰型特征,但模式对AQI的秋冬季主峰值和春季次峰值的预报存在低估,分别与模式对O_(3)-8 h、PM_(2.5)的低估有关。(4)模式能较好体现O_(3)的午后峰值和NO2双峰值的日变化规律;模式对O_(3)前体物NO2的预报偏差,有可能是导致随后几小时对O_(3)浓度预报偏差的重要原因。(5)日平均浓度预报效果检验显示模式可较好预测AQI和3种污染物的变化趋势,但对夏秋季高O_(3)-8 h浓度预报显著偏低;模式对轻度污染及以上等级预报能力偏低,亟需提升模式对污染天气的预报能力。 展开更多
关键词 空气质量 大气成分数值模式 GRACEs PM_(2.5) O_(3) 预报检验
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基于MODE方法的2022年极端"龙舟水"模式降水预报偏差特征
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作者 高翠翠 陈浩伟 +2 位作者 徐道生 林晓霞 张邦林 《气象》 北大核心 2025年第5期566-580,共15页
2022年5月21日至6月21日期间,华南地区发生了近10年来最强的“龙舟水”。此次“龙舟水”极端性强、累计降水量大、强降水过程频繁,造成了重大经济损失。选取华南地区比较常用的TRAMS和ECMWF两种业务模式预报产品,将“龙舟水”期间暴雨... 2022年5月21日至6月21日期间,华南地区发生了近10年来最强的“龙舟水”。此次“龙舟水”极端性强、累计降水量大、强降水过程频繁,造成了重大经济损失。选取华南地区比较常用的TRAMS和ECMWF两种业务模式预报产品,将“龙舟水”期间暴雨过程划分为锋面和暖区暴雨两类,并分别进行检验评估,旨在了解极端“龙舟水”背景下两种模式对于锋面和暖区暴雨的预报偏差特征。和传统点对点方法相比,MODE方法能够有效避免模式中由于降水位置偏差导致的高空报率现象。进一步对MODE方法中暴雨对象的数量、位置、面积和强度评估结果进行分析,发现:高分辨率的TRAMS模式降水预报产品比ECMWF模式具有更好的暴雨对象识别和匹配能力;TRAMS模式对暖区暴雨的位置预报大多偏东,而ECMWF模式的锋面暴雨预报则基本偏北,上述两种降水位置偏差特征与不同模式对低空偏南气流的预报误差密切相关;TRAMS模式对锋面暴雨面积的预报与观测较为接近,对暖区暴雨面积的预报则偏大;ECMWF模式对锋面暴雨和暖区暴雨面积的预报均偏小;TRAMS模式对于暴雨强度和极值的预报比ECMWF模式更接近实况,但是对极端强降水仍然存在低估的现象。研究结果可为预报员了解不同业务模式对于“龙舟水”的预报误差特征提供新经验,对于进一步开展TRAMS模式的误差来源诊断和模式改进也有参考价值。 展开更多
关键词 “龙舟水” 锋面暴雨 暖区暴雨 检验评估 模式预报
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季风槽环境中暴雨中尺度对流系统的分析与数值预报试验 被引量:8
9
作者 蒙伟光 张艳霞 +2 位作者 吴亚丽 徐道生 陈德辉 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期980-998,共19页
应用地面降水观测资料、卫星云图、雷达回波以及NCEP再分析资料,对华南沿海受季风槽影响下发生的一次持续性暴雨的中尺度对流系统(MCS)进行分析,并探讨采用数值模式对中尺度对流系统降水进行预报的可能性。分析表明,暴雨由多个相继发展... 应用地面降水观测资料、卫星云图、雷达回波以及NCEP再分析资料,对华南沿海受季风槽影响下发生的一次持续性暴雨的中尺度对流系统(MCS)进行分析,并探讨采用数值模式对中尺度对流系统降水进行预报的可能性。分析表明,暴雨由多个相继发展的中尺度对流系统造成。在相似环境中,不同中尺度对流系统发展形态和水平尺度有较大差异,最大可组织发展成α中尺度对流复合体(MCC),但一般为β中尺度线状或带状对流系统。对其中发展形态分别表现为椭圆形中尺度对流复合体(MCS-2)和带状β中尺度对流系统(MCS-4)的对比分析发现,对流的起始发展均发生在夜间,与季风槽中低空急流的南风脉动有良好对应关系。基于临近探空资料的诊断发现,被认为对中尺度对流系统组织发展有指示作用的关键物理量如对流有效位能(CAPE)和风垂直切变难以区分不同中尺度对流系统的发展形态和趋势,探空资料的代表性将影响诸如"配料法"等暴雨客观预报方法的建立和应用。利用华南区域中心GRAPES(GRAPES_GZ)数值模式对两个中尺度对流系统进行的模拟预报结果表明,采用数值模式对中尺度对流系统降水进行显式预报已成为可能。比较而言,3 km水平分辨率模式可以更好地预报出暴雨的发生,但结果对是否调用对流参数化(CP)方案敏感。尽管不依靠对流参数化方案模式能够较好地预报出中尺度对流系统初始降水的发生,但会过度预报发展成熟后的降水。模式中如何描述中尺度对流系统对流的组织发展机制、如何处理对流参数化方案的"灰色区分辨率"问题需要仔细考虑。 展开更多
关键词 季风槽暴雨 中尺度对流系统 诊断分析 数值预报试验 对流参数化方案 灰色区分辨率
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南海海洋气象数值预报系统(Grapes-MAMS)及其业务应用 被引量:3
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作者 刘春霞 赵中阔 +2 位作者 袁金南 温冠环 毕雪岩 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2016年第6期890-899,共10页
介绍了中国气象局广州热带海洋气象研究所建立的南海海洋气象数值预报系统(Grapes-MAMS)框架、系统中各模式特点以及针对模式所做的改进工作;并基于广东省沿海浮标资料,分析和研究了该系统中各个专业模式预报性能。得到如下结论:(1)从... 介绍了中国气象局广州热带海洋气象研究所建立的南海海洋气象数值预报系统(Grapes-MAMS)框架、系统中各模式特点以及针对模式所做的改进工作;并基于广东省沿海浮标资料,分析和研究了该系统中各个专业模式预报性能。得到如下结论:(1)从给出的统计检验和技巧评分来看,区域海浪模式逐年改进,具有一定预报能力;区域海浪模式和欧洲中期天气预报中心全球海浪模式相比,前者预报技巧TS评分大于后者;(2)实测海表温度的同化明显改进了区域海洋环流模式对海表温度的预报,检验结果显示海表温度预报与浮标观测海表温度相关系数在0.7左右,通过了α=0.01显著性检验;(3)将基于广东茂名科学试验基地得到的拖曳系数计算方案引入风暴潮模式,可以有效地改进风暴潮模式对强台风"威马逊"风暴增水预报,2013—2015年6个风暴潮模式预报检验显示,模式可以提前20 h以上给出最大风暴增水预报,而且最大风暴增水预报与实际相差不大。 展开更多
关键词 海洋气象数值预报 海浪模式 风暴潮模式 检验
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风廓线雷达资料对华南区域模式预报的影响 被引量:5
11
作者 邓华 廖菲 +1 位作者 张旭斌 时洋 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期600-610,共11页
设计基于GRAPES_Meso的不同试验模拟2014年3月28日-4月8日的广东前汛期降水过程,评估风廓线资料对同化和预报的影响。对资料同化后分析增量的分析表明:相比同化时仅使用自动气象站资料,风廓线雷达资料对1000 hPa到850 hPa纬向风增量均... 设计基于GRAPES_Meso的不同试验模拟2014年3月28日-4月8日的广东前汛期降水过程,评估风廓线资料对同化和预报的影响。对资料同化后分析增量的分析表明:相比同化时仅使用自动气象站资料,风廓线雷达资料对1000 hPa到850 hPa纬向风增量均有贡献,在850 hPa,700 hPa高度以上贡献迅速减小。应用3个试验的预报结果计算探空站、风廓线雷达站预报值与观测值的11 d均方根误差发现,同化加入风廓线雷达资料对各预报要素的改善在850 hPa高度最明显,其中风速预报误差显著降低,为0.7 m·s^(-1)。此外,风廓线雷达资料对700 hPa风速预报有一定改善,而在925 hPa高度模拟效果反而降低。通过对2014年3月30日12:00(世界时)的个例分析发现,同化加入风廓线雷达资料的风速预报均方根误差在大雨级别以上的降水落区更大,其原因还有待于进一步研究。 展开更多
关键词 风廓线雷达 资料同化 华南区域模式
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区域模式参考大气扰动量算法的预报试验 被引量:3
12
作者 杨兆礼 陈子通 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2014年第6期1107-1112,共6页
引进参考大气方法以降低垂直运动方程中的量级差,并设计了位温直接计算法、气压直接计算法和混合算法三种不同方案来改进预报效果。结果表明,这三种不同方案对500 h Pa位势高度和温度的垂直分布的预报有较大影响,其中,混合算法的温度分... 引进参考大气方法以降低垂直运动方程中的量级差,并设计了位温直接计算法、气压直接计算法和混合算法三种不同方案来改进预报效果。结果表明,这三种不同方案对500 h Pa位势高度和温度的垂直分布的预报有较大影响,其中,混合算法的温度分布预报结果与NCEP分析场最接近。在三种方案的预报效果评估检验中,混合算法对风速、位势高度(hv)、降水量和2 m温度(T2m)的预报效果最好。在三种方案中,平均初始温度场的参考大气廓线的预报效果要优于等温参考大气廓线;在不同的参考大气状态下,混合算法在风速、位势高度、降水量和2 m温度的预报效果最好。 展开更多
关键词 动力气象学 区域模式 参考大气 扰动量 预报试验
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利用GRAPES-UCM模式对广州典型污染天气过程的数值模拟研究 被引量:1
13
作者 姚帅 蒋德海 +3 位作者 张艳霞 李菲 邓雪娇 王宝民 《南京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1016-1028,共13页
利用城市冠层加强观测资料对GRAPES-UCM模式进行了多个例的模拟分析与效果检验,表明:城市冠层效应使城市平均气温升高1.2℃,感热通量增加163%,热岛效应增强近1.3℃;城区风速减小16%,而风速的脉动增大;GRAPES-UCM模式对城市地表温度、风... 利用城市冠层加强观测资料对GRAPES-UCM模式进行了多个例的模拟分析与效果检验,表明:城市冠层效应使城市平均气温升高1.2℃,感热通量增加163%,热岛效应增强近1.3℃;城区风速减小16%,而风速的脉动增大;GRAPES-UCM模式对城市地表温度、风速、向下短波辐射、向上长波辐射、感热通量等的模拟结果与实际观测更为接近.近地面静小风、稳定的近地面层结(逆温)及风向的辐合导致污染物的局地堆积,容易造成高PM2.5浓度与低能见度的灰霾天气;与台风外围下沉气流相联系的高温有利于高臭氧事件的发生.城市冠层模式的引入对GRAPES模式在城市下垫面的模拟效果有显著的提升作用,能更好模拟出不利于污染物扩散的气象条件. 展开更多
关键词 空气污染 城市冠层 GRAPES气象模式 气象条件
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GRAPES区域扰动预报模式动力框架设计及检验 被引量:1
14
作者 冯业荣 薛纪善 +1 位作者 陈德辉 吴凯昕 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期805-815,共11页
设计了适用于四维变分同化系统的扰动预报模式GRAPES_PF。根据GRAPES的地形追随坐标非静力原始方程组,采用小扰动分离方法推导微分形式的线性扰动预报方程组,并利用与GRAPES非线性模式相似的数值求解方案求解线性扰动微分方程组。在设... 设计了适用于四维变分同化系统的扰动预报模式GRAPES_PF。根据GRAPES的地形追随坐标非静力原始方程组,采用小扰动分离方法推导微分形式的线性扰动预报方程组,并利用与GRAPES非线性模式相似的数值求解方案求解线性扰动微分方程组。在设计扰动预报模式时采用了两个时间层半隐式半拉格朗日方案对动量方程、热力学方程、水汽方程和连续方程进行时间差分,空间差分方案的变量分布水平方向采用Arakawa C跳点网格,垂直方向采用Charney/Phillips跳层。利用代数消元法进一步推导得到只包含未来时刻扰动Exner气压的亥姆霍兹方程,进而通过广义共轭余差法(GCR)求解,在此基础上得到未来时刻扰动量的预报值。基于所开发的扰动模式开展了数值试验。首先在非线性模式中施加一个中尺度初始扰动高压,得到初始扰动在非线性模式中的后续演变,然后将相同的初始扰动作为扰动模式的初值进行时间积分,将扰动模式预报的结果与非线性模式的结果做了对比。结果表明,所开发的扰动模式GRAPES_PF较好地模拟了惯性重力内波的传播过程:初始高压扰动激发了一个迅速向外传播的惯性重力内波,在气压场向风场适应的过程中,水平风场、垂直运动、位温和湿度等变量均出现了扰动增量,与非线性模式得到的结果相当接近。GRAPES_PF作为GRAPES非线性模式的合理线性模式为建立基于线性扰动预报的区域四维变分同化系统奠定了科学基础。 展开更多
关键词 扰动预报模式 GRAPES非线性模式 四维变分同化 半隐式半拉格朗日方案 亥姆霍兹方程
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南海台风模式对台风利奇马快速增强预报能力研究 被引量:1
15
作者 黄燕燕 陈子通 +4 位作者 冯业荣 张艳霞 徐道生 郑彬 靳卫卫 《气象》 CSCD 北大核心 2024年第5期532-546,共15页
针对台风利奇马(1909),分析中国气象局南海台风模式(CMA-TRAMS)和欧洲中期天气预报中心高分辨率模式(HRES)对台风快速增强的业务预报情况,并基于CMA-TRAMS,从水平分辨率、初始场和边界条件、物理参数化方案等角度设计并开展数值敏感性... 针对台风利奇马(1909),分析中国气象局南海台风模式(CMA-TRAMS)和欧洲中期天气预报中心高分辨率模式(HRES)对台风快速增强的业务预报情况,并基于CMA-TRAMS,从水平分辨率、初始场和边界条件、物理参数化方案等角度设计并开展数值敏感性试验。CMA-TRAMS和HRES对“利奇马”增强具有一定预报能力,但对快速增强的速度预报明显低于实况,均不能满足24 h和12 h快速增强标准,可达到6 h快速增强标准。CMA-TRAMS采用3 km分辨率对“利奇马”移动路径和强度变化的预报效果优于9 km分辨率,但未改进快速增强预报效果;采用3 km嵌套9 km的方案,模式对台风快速增强的预报效果明显提升。采用MRF边界层参数化方案对台风路径、强度、快速增强的预报效果总体优于YSU方案。海温参数化结合32层垂直分辨率的初始场和边界条件的方案明显提高了快速增强预报效果,预报快速增强的频次、增强的最大速度更接近实况。分析表明,海温参数化方案使海气温差增大,在短时间内对大气、海洋之间的热量输送和交换有明显影响,海洋向大气输送的感热通量和台风内核区的潜热通量加强使内核更暖湿、气压负倾向增大,是预报效果改进的主要原因。 展开更多
关键词 台风 快速增强 可预报性 CMA-TRAMS 数值模拟 海温参数化方案
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中山市一次灰霾天气过程污染物来源数值模拟分析 被引量:11
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作者 麦健华 邓涛 +3 位作者 黄烨琪 于玲玲 邓雪娇 蒋争明 《中国环境科学》 EI CAS CSSCI CSCD 北大核心 2017年第9期3258-3267,共10页
利用WRF-CMAQ模式对中山市2015年2月一次典型灰霾天气过程进行了数值模拟,并对2月11~12日这一主要污染时段本地和外地污染源的贡献进行了分析和减排评估.WRF-CMAQ模式能很好地模拟出该时段的气象条件、PM_(2.5)浓度以及能见度的变化过程... 利用WRF-CMAQ模式对中山市2015年2月一次典型灰霾天气过程进行了数值模拟,并对2月11~12日这一主要污染时段本地和外地污染源的贡献进行了分析和减排评估.WRF-CMAQ模式能很好地模拟出该时段的气象条件、PM_(2.5)浓度以及能见度的变化过程.这次霾污染主要是受弱冷空气影响引起的,广州佛山、中山本地以及广东省外排放源对中山PM_(2.5)浓度的贡献率分别为33%、30%和27%,外地源的贡献相当大.中山本地工业源和农业源对中山PM_(2.5)的贡献分别为13%和8%,而广佛排放源中,工业源和农业源对中山PM_(2.5)的贡献率分别为20%和7%.对中山和广佛地区农业源减排30%、50%和70%后,中山的PM_(2.5)浓度分别下降6%、10%和15%,而对工业排放实施相同幅度的减排后,PM_(2.5)浓度分别下降11%、18%和23%.随着减排力度的增加,减排效率的变化并不明显.减排应在灰霾天气开始加重前实施,在PM_(2.5)浓度达到峰值前后减排的效果最为明显,而当灰霾天气趋于缓解时减排的效果会迅速下降. 展开更多
关键词 污染物来源 减排 WRF-CMAQ
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高分辨地形对华南区域GRAPES模式地面要素预报影响的研究 被引量:7
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作者 朱文达 陈子通 +2 位作者 张艳霞 杨静 张媛 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2019年第6期801-811,共11页
华南区域GRAPES模式动力框架的更新使得高分辨地形数据能够进入模式。引入SRTM数据实现静态数据更新,结合模式内置数据,进行了批量模拟试验;通过站点检验方式,对批量试验结果进行对比,得出以下结论:对比业务使用的Topo10 m地形、Topo30 ... 华南区域GRAPES模式动力框架的更新使得高分辨地形数据能够进入模式。引入SRTM数据实现静态数据更新,结合模式内置数据,进行了批量模拟试验;通过站点检验方式,对批量试验结果进行对比,得出以下结论:对比业务使用的Topo10 m地形、Topo30 s地形、SRTM地形和基于SRTM多种插值方案得到的地形,海拔偏差的空间分布和分位数统计都有明显的改善,复杂地形区域的改善效果更显著。通过地面要素平均绝对误差(MAE)箱须图统计和模式西部站点绝对误差(AE)时间序列图对比分析,发现高分辨地形试验的2 m气温和10 m风速MAE和AE有大幅度的改善。高分辨地形对模式静态数据的改善是2 m气温和10 m风速MAE下降的主要原因,地形复杂区域对MAE改善的贡献高于模式其他区域。高分辨地形进入模式后会引起动力过程计算的虚假扰动,适当的滤波平滑能够抑制扰动,从而进一步提高预报精度。 展开更多
关键词 GRAPES 高分辨地形 SRTM 插值方法 箱须图 MAE空间分布
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基于多神经网络的动态权重集成温度预报订正研究 被引量:2
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作者 朱育雷 杨静 +5 位作者 钟水新 朱文达 李智玉 魏涛 李彦霖 顾天红 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期156-168,共13页
基于CMA-GD模式预报数据,利用多神经网络的动态权重集成方法,开展了贵州省温度预报订正研究,最终获得本地化温度预报订正产品。结果表明:(1)在对历史数据检验评估的基础上,利用多种神经网络方法可有效降低模式系统误差,通过BP、BP_GA、W... 基于CMA-GD模式预报数据,利用多神经网络的动态权重集成方法,开展了贵州省温度预报订正研究,最终获得本地化温度预报订正产品。结果表明:(1)在对历史数据检验评估的基础上,利用多种神经网络方法可有效降低模式系统误差,通过BP、BP_GA、WAVENN、GRNN、LSTM等神经网络订正,2020年贵州省0~72 h预报时效的温度平均绝对误差较模式降低0.01~0.17℃;(2)考虑到不同神经网络订正结果的差异性,采用动态权重方案对订正结果进行优势集成可显著提升预报可靠性。经集成后的温度预报效果优于模式直接输出和各神经网络订正结果,2020年贵州省0~72 h预报时效的温度平均绝对误差较模式降低14.93%,预报准确率提升8.24%。此外,动态权重集成后的订正结果还表现出较好的稳定性。基于该方法形成的本地化客观预报订正产品可为提升贵州复杂地形下温度预报质量以及精细化预报服务水平提供参考依据。 展开更多
关键词 神经网络 集成方法 2 m温度 订正 CMA-GD
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华南“龙舟水”强度异常与大气环流和海温异常的关系分析
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作者 伍红雨 吴遥 《气象学报》 北大核心 2025年第2期226-239,共14页
每年端午节前后龙舟竞渡之时,是华南前汛期降水最多、最集中的时期,强降水常引发严重洪涝灾害。对近62年华南“龙舟水”强度异常的气候成因进行分析是防灾、减灾的迫切需求。利用1961—2022年华南192个国家级气象观测站逐日降水资料,构... 每年端午节前后龙舟竞渡之时,是华南前汛期降水最多、最集中的时期,强降水常引发严重洪涝灾害。对近62年华南“龙舟水”强度异常的气候成因进行分析是防灾、减灾的迫切需求。利用1961—2022年华南192个国家级气象观测站逐日降水资料,构建一个表征华南“龙舟水”强度的年景指数,采用线性趋势分析、小波分析等方法分析其变化特征。利用NCEP/NCAR再分析资料和海表温度资料,采用相关和合成分析方法,分析了近62年华南“龙舟水”强度异常与同期大气环流和前期海温异常的关系。结果表明,近62年来,华南“龙舟水”强度年景指数具有明显的年际和年代际变化,且呈明显线性上升趋势。1993年以前主要存在4—5 a的年际变化周期,1993年后,除存在准2 a和准6 a的年际周期外,还存在准16 a的年代际周期。相关分析表明,在“龙舟水”期间(5月21日—6月20日),对流层高层北太平洋中纬度地区位势高度降低,中层东亚大槽南段偏强,华南北部位势高度降低,南支槽偏强,低层菲律宾以东异常反气旋的存在,地面鄂霍次克海阻塞高压加强、东北太平洋高压减弱有利于华南“龙舟水”偏强。“龙舟水”期间,1993年之前和之后不同年代际背景下,华南“龙舟水”异常强、弱年的大气环流存在明显差异。1993年后,高层华南上空辐散更强,低层从西太平洋、中国南海和孟加拉湾到华南的水汽输送更为突出,而北方南下的冷空气更强,致使华南的水汽辐合和上升运动更强,导致1993年后“龙舟水”强度更强。相关分析表明,上一年夏季、秋季到冬季热带大西洋海温持续偏低,上一年夏季到秋季海洋性大陆海温偏低、东北太平洋海温偏高,当年春季热带北太平洋日界线附近海温偏低,有利于华南“龙舟水”强度偏强。华南“龙舟水”异常强、弱年与前期赤道中东太平洋海温的关系具有不对称性,异常强年在1993年及以前主要是厄尔尼诺的持续或衰减年,1993年以后主要是拉尼娜的持续或衰减年。 展开更多
关键词 “龙舟水” 强度 大气环流 海温 华南
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中尺度对流系统:从年际年代际变率到气候响应
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作者 聂绩 林中曦 +7 位作者 李普曦 杨邱 丁天 宋丰飞 孟智勇 孙建华 李建 赵传峰 《气象学报》 北大核心 2025年第3期770-785,共16页
中尺度对流系统(MCS)是由多个对流系统组成的云系,其降水水平空间尺度介于雷暴单体与温带气旋之间,时间尺度通常为数小时或更久,频繁引发高影响、致灾性强的天气事件。受到青藏高原、东亚季风等地理和气候系统影响,中国的MCS展现出独特... 中尺度对流系统(MCS)是由多个对流系统组成的云系,其降水水平空间尺度介于雷暴单体与温带气旋之间,时间尺度通常为数小时或更久,频繁引发高影响、致灾性强的天气事件。受到青藏高原、东亚季风等地理和气候系统影响,中国的MCS展现出独特的时、空分布特征,对中国水资源、暴雨及洪涝灾害产生重大影响。MCS的研究对于提升天气预报精确度等气象防灾、减灾和应对极端天气等适应气候变化具有重要的科学意义和实际价值。系统回顾了中国学者在MCS的变率和气候响应领域的重要成果和进展。自20世纪60年代中国开始对MCS进行观测试验以来,随着观测技术的进步,对MCS的统计分析和发生、发展机制的研究已从单一案例和短期统计分析,发展到对多区域、长时间尺度的精细特征和机理的深入探讨。在此基础上,中国的气象工作者对MCS的时、空变率进行了大量分析,并将MCS的发生、发展与背景条件相结合,取得了一系列关于MCS长期变异性统计分析和机理研究的重要成果。从中国不同区域MCS的年际和年代际时、空分布特征及其对降水变率的贡献,以及气候长期变率对MCS的调控机制两方面回顾了MCS的年际和年代际变率的相关研究。对于全球变暖背景下MCS的响应这一热点和前沿问题,回顾了气候变化对MCS频率和强度的影响的观测和机理研究,并探讨了气溶胶排放和城市化等人类活动对MCS的影响。最后,对MCS未来可能的研究方向进行了探讨和展望。 展开更多
关键词 中尺度对流系统 年际变率 年代际变率 气候响应
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