第 27卷 第 5期
2007年 10月
气 象 科 学
SCIENTIA M ETEOROLOGICA SINICA
Vo1.27,No.5
Oct.,2007
上海 区域 降水集合预报 系统 改进 的对 比试 验
王晨 稀 姚 建群。 梁旭 东
(1中国气象 局上海 台 风研 究所 ,中 国气 象局 台风预 报 技术 重点 开放 实验 室 ,上 海 200030)(2上海 中心 气象 台,上 海 200030)
摘 要 以 2005年 8月开始运 行 的、8个 成 员的 上海 区 域降水 集合预 报 系统 为基础 ,设计 2
个 对 比试验 方 案 ,进 行 了 3个 月 (2005年 9—11月 )的 平 行 对 比试 验 。 对 比 试 验 将 成 员 从 8个 增
加 至 12个 ,系统 的 8个成员与 试验一 增加 的成员 都从预 报模式 的不确 定性 出发形 成 ,试验二 增 加
的成员考虑了模式初始条件 的不确定性 。对试验结 果进 行了检验 与分析 ,并 与控制试验 结果进行
比较 。结果 显示 :增加 集合成 员 数可 以增大 系统发 散度 ,但对 比 试验仍 存在系 统 发散度 偏小 的 问
题 ;同时考虑 预报 模式 与初始条件不 确定性 的试验 二 的降水集 合平均 预报 效果 与 降水概率预报效
果都 好于只 考虑预 报模式 不确定性 的试验 一 ,也 好 于控 制试验 ,试验 一 的降水 集合平 均 预报效 果
总体上则 比控制试验差 ,降水概率预报效果也不理想 。采用试验 二方 案对 系统进行 改进后的整体
预报 效果较 改进前 有提高 。
关键 词 集合预 报 降水 对比 试验
分 类 号 P43 文 献 标 识 码 A
引 言
在 数值 预报 中 ,初 始场 的不 确定性 与预报 模式 的不 确定性 是导致 预报 结果 误 差 的主要 原 因 ,集合 预报技
术 能有 效减 少这些 不 确定性 对 预报 结果 的影 响 ,减 小 预报误 差 。
20世 纪 70— 80年代 ,国外就 开始 了集 合预 报 的研究 与试 验 ,到 90年代 ,集 合 预报 已进 入 了业 务应 用 阶
段 ,1992年 12月美 国 NCEP和 ECMWF的 中期 集 合 预 报 率 先 投 入业 务 运 行 ,NCEP的 短期 集 合 预报 也 于
2001年 5月投 入业 务运 行 。我 国集合 预报 的发 展起 步较 晚 ,国家 气象 中心 第 1代 中期集 合预 报 系统 于 1996
年 9月 开始 试验 运行 ,第 3代 中期 集合 预报 系统 于 2001年 1月 正 式投 入 业 务运 行 ],在 短期 集 合 预报 方 面
有一些针对降水 和热 带气旋路径的研究 _7 。
在 大量研究 与试 验 的基 础上 ,我 们 在 2005年 夏 季 建 立 了针 对 上海 区域 降 水 的集 合 预 报 系统 ,并 于 8月
开始业务运行 。该系统 以 MM5模式 为基础 ,从预 报模式 的不确定性 出发 形成 8个集 合成员 ,进 行 48 h预报 。
由于 现有 的计算 机 资源 可以满 足 12个 成 员 的计算要 求 ,为 了进一 步 提 高 系统 的 预报 水 平 ,有 必 要将 成
员从 8个增 加 至 12个 。为此 我们 设计 了 2个试 验方 案 ,进 行 了 3个月 (2005年 9— 11月 )的平行 对 比试验 ,
在对试 验 结果进 行 检验 和分 析 的基础 上 ,于 12月对 系统 进行 了改进 ,将 成 员增 加至 12个 。本文 简单介 绍 上
海区域降水集 合预报系统,重点介 绍 对比试验方案与试验结 果,并介绍系统改进 后的预报效 果。
1 上海 区域 降水集合预报 系统
上海 区域 降水 集合 预 报系统 的模式基 础 为 MM5,采 用 单 向两 重 嵌套 网格 、非静 力 方 案 。外 区水 平 分 辨
率为 45 km,格点数 为 101×101,中心 点位 于 30。N、115。E,内区水平 分辨 率为 15 km,格点数 为 70×70,内
区包括 上海 、浙江 、江 苏与 安徽 的大 部分 地 区 、福建 与 江西 的部分 地 区 。模 式 垂直方 向为 坐标 ,分 辨 率 为不
等 距 21层 ,顶层 气压 为 100 hPa。
集 合成 员数 为 8个 ,从 预 报模 式 的不确 定性 出发 ,通 过改 变 内区 的对流 参数 化方 案与边 界 层参 数化 方案
收稿 日期 :2006—02—25;修 改稿 日期 :2006—09—01
基金项 目 :本 文 由国家 自然 科学 基金 (编 号 :40575054)和 上 海市 气象 局课 题
第一作 者 简介 :王 晨稀 (1966一),女 ,江苏 兴化 ,副研 ,主要 从 事数 值天 气预报 和应 用技 术研 究.E-mail:Wangcx@ mail.typhoon.gov.cn
维普资讯 http://www.cqvip.com
第
27
卷第
5
期
2007
年
10
月
气象科学
SCIENTIA METEOROLOGICA
SINICA
Vo
l.
27
,
No.5
Oct.
, 2007
上海区域降水集合预报系统改进的对比试验
王晨稀
l
姚建群
2
梁旭东
l
(1中国气象局上海台风研究所,中国气象局台风预报技术重点开放实验室,上海
200030)(2
上海中心气象台,上海
200030)
言|
摘
要
以
2005
年
8
月开始运行的、
8
个成员的上海区域降水集合预报系统为基础,设计
2
个对比试验方案,进行了
3
个月
(2005
年
9
一
11
月)的平行对比试验。对比试验将成员从
8
个增
加至
12
个,系统的
8
个成员与试验一增加的成员都从预报模式的不确定性出发形成,试验二增加
的成员考虑了模式初始条件的不确定性。对试验结果进行了检验与分析,并与控制试验结果进行
比较。结果显示
z
增加集合成员数可以增大系统发散度,但对比试验仍存在系统发散度偏小的问
题:同时考虑预报模式与初始条件不确定性的试验二的降水集合平均预报效果与降水概率预报效
果都好于只考虑预报模式不确定性的试验一,也好于控制试验,试验一的降水集合平均预报效果
总体上则比控制试验差,降水概率预报效果也不理想。采用试验二方案对系统进行改进后的整体
预报效果较改进前有提高。
关键词集合预报降水对比试验
分类号
P43
文献标识码
A
在数值预报中,初始场的不确定性与预报模式的不确定性是导致预报结果误差的主要原因,集合预报技
术能有效减少这些不确定性对预报结果的影响,减小预报误差
[15J
。
20
世纪
70-80
年代,国外就开始了集合预报的研究与试验,到
90
年代,集合预报已进入了业务应用阶
段,
1992
年
12
月美国
NCEP
和
ECMWF
的中期集合预报率先投入业务运行,
NCEP
的短期集合预报也于
2001
年
5
月投入业务运行。我国集合预报的发展起步较晚,国家气象中心第
1
代中期集合预报系统于
1996
年
9
月开始试验运行,第
3
代中期集合预报系统于
2001
年
1
月正式投入业务运行时,在短期集合预报方面
有一些针对降水和热带气旋路径的研究
[7
叫。
在大量研究与试验的基础上,我们在
2005
年夏季建立了针对上海区域降水的集合预报系统,并于
8
月
开始业务运行。该系统以
MM5
模式为基础,从预报模式的不确定性出发形成
8
个集合成员,进行
48
h
预报。
由于现有的计算机资源可以满足
12
个成员的计算要求,为了进一步提高系统的预报水平,有必要将成
员从
8
个增加至
12
个。为此我们设计了
2
个试验方案,进行了
3
个月
(2005
年
9
一
11
月)的平行对比试验,
在对试验结果进行检验和分析的基础上,于
12
月对系统进行了改进,将成员增加至
12
个。本文简单介绍上
海区域降水集合预报系统,重点介绍对比试验方案与试验结果,并介绍系统改进后的预报效果。
1
上海区域降水集合预报系统
上海区域降水集合预报系统的模式基础为
MM5
,采用单向两重嵌套网格、非静力方案。外区水平分辨
率为
45
km
,格点数为
101X101
,中心点位于
30
0
N
、
115
oE.
内区水平分辨率为
15
km
,格点数为
70X
70
,内
区包括上海、浙江、江苏与安徽的大部分地区、福建与江西的部分地区。模式垂直方向为
σ
坐标,分辨率为不
等距
21
层,顶层气压为
100
hPa
。
集合成员数为
8
个,从预报模式的不确定性出发,通过改变内区的对流参数化方案与边界层参数化方案
收稿日期:
2006-02-25
号修改稿日期:
2006-09-01
基金项目
t
本文由国家自然科学基金(编号
:40575054)
和上海市气象局课题
第-作者简介:王晨稀(1
966-)
,女,江苏兴化,副研,主要从事数值天气预报和应用技术研究.
E-mail:
Wangcx@mai
l.
typhoon.gov.cn