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国家气候中心短期气候预测模式系统业务化进展

吴统文 宋连春 刘向文 李巧萍 梁潇云 程彦杰 周巍 聂肃平 张莉 颉卫华 房永杰 张艳武 路屹雄 储敏 李江龙

吴统文, 宋连春, 刘向文, 等. 国家气候中心短期气候预测模式系统业务化进展. 应用气象学报, 2013, 24(5): 533-543..
引用本文: 吴统文, 宋连春, 刘向文, 等. 国家气候中心短期气候预测模式系统业务化进展. 应用气象学报, 2013, 24(5): 533-543.
Wu Tongwen, Song Lianchun, Liu Xiangwen, et al. Progress in developing the short-range operational climate prediction system of China national climate center. J Appl Meteor Sci, 2013, 24(5): 533-543.
Citation: Wu Tongwen, Song Lianchun, Liu Xiangwen, et al. Progress in developing the short-range operational climate prediction system of China national climate center. J Appl Meteor Sci, 2013, 24(5): 533-543.

国家气候中心短期气候预测模式系统业务化进展

资助项目: 

公益性行业 (气象) 科研专项 201306048

国家重点基础研究发展计划项目 2010CB951902

详细信息
    通信作者:

    吴统文, email: xwliu@cma.gov.cn

Progress in Developing the Short-range Operational Climate Prediction System of China National Climate Center

  • 摘要: 该文简要介绍了国家气候中心短期气候预测模式系统的研发成果,并侧重于从海洋资料同化系统、陆面资料同化系统、月动力延伸预测模式系统、季节气候预测模式系统4个方面介绍了第2代短期气候预测模式系统的业务化进展。第2代海洋资料同化系统已初步建成,其对温盐的同化效果总体上优于第1代同化系统;陆面资料同化系统正在研发中,目前已完成其中的多源降水融合子系统的业务建设工作,可为陆面分量提供实时的大气降水强迫分析场;第2代月动力延伸预测系统基于国家气候中心大气环流模式BCC_AGCM2.2建立,已于2012年8月进入准业务运行阶段;第2代季节预测模式系统基于国家气候中心气候系统模式BCC_CSM1.1(m) 建立,将于2013年底投入准业务运行。初步评估表明:第2代月动力延伸预测模式系统和季节气候预测模式系统分别对候、旬、月和季节、年际时间尺度的气候变率体现出了一定的预测能力,其对降水、气温、环流等要素的预测技巧总体上要高于第1代预测系统。
  • 图  1  2010年11月—2011年4月FY-3B和MODIS陆表温度相对于GLDAS的全球月平均偏差 (a) 和均方根误差 (b)

    Fig. 1  Monthly-mean bias (a) and root mean square error (b) of FY-3B and MODIS LST data compared to GLDAS LST data from October 2010 to April 2011

    图  2  DERF2.0结构示意图

    Fig. 2  Schematic structure of DERF2.0

    图  3  DERF2.0和DERF1.0预测的1983—2010年1月、7月气温与观测相关分布 (阴影区表示达到0.05显著性水平)

    (a)1月DERF2.0预测与观测,(b)1月DERF1.0预测与观测,(c)7月DERF2.0预测与观测,(d)7月DERF1.0预测与观测

    Fig. 3  Correlations between observation and prediction by DERF2.0 and DERF1.0 for temperature in January and July during 1983—2010 (the shaded denotes passing the test of 0.05 level)

    (a) prediction by DERF2.0 and observation in January, (b) prediction by DERF1.0 and observation in January, (c) prediction by DERF2.0 and observation in July, (d) prediction by DERF1.0 and observation in July

    图  4  DERF2.0提前5, 3, 1 d预报2012年11月3—4日的气温距平和降水距平百分率与实况对比

    (a) 提前5 d气温距平预报,(b) 提前5 d降水距平百分率预报,(c) 提前3 d气温预报,(d) 提前3 d降水距平百分率预报,(e) 提前1 d气温距平预报,(f) 提前1 d降水距平百分率预报,(g) 气温距平实况,(h) 降水距平百分率实况

    Fig. 4  Distribution of temperature anomaly and precipitation anomaly percentage averaged during 3—4 November 2012 for predictions of 5-day, 3-day, and 1-day leading by DERF2.0 and observations

    (a) temperature prediction of 5-day leading, (b) precipitation prediction of 5-day leading, (c) temperature prediction of 3-day leading, (d) precipitation prediction of 3-day leading, (e) temperature prediction of 1-day lead, (f) precipitation prediction of 1-day leading, (g) temperature observation, (h) precipitation observation

    图  5  第2代季节气候预测模式系统的结构示意图

    Fig. 5  Schematic structure of the second-generation seasonal climate forecast model system

    图  6  第1代、第2代季节气候预测模式系统3月初预测的1991—2010年春季、夏季气温与观测相关分布 (a) 春季第1代系统预测与观测,(b) 夏季第1代系统预测与观测,(c) 春季第2代系统预测与观测,(b) 夏季第2代系统预测与观测

    Fig. 6  Correlations between observation and prediction at the start of March by the first-generation and second-generation seasonal climate forecast model systems for temperature in spring and summer during 1991—2010 (a) prediction by the first-generation system and observation in spring, (b) prediction by the first-generation system and observation in summer, (c) prediction by the second-generation system and observation in spring, (d) prediction by the second-generation system and observation in summer

    表  1  第1代、第2代季节预测系统回报的1991—2010年多年平均场与观测的空间相关

    Table  1  Spatial correlation between observation and prediction by the first-generation and second-generation seasonal climate forecast model systems for the climatological fields during 1991—2010

    变量 区域 春季 (3—5月) 夏季 (6—8月)
    BCC_CSM1.1(m) BCC_CM1.0 BCC_CSM1.1(m) BCC_CM1.0
    500 hPa位势高度 全球 0.997 0.960 0.998 0.990
    热带 0.930 0.680 0.970 0.930
    亚洲 0.998 0.980 0.989 0.968
    200 hPa纬向风 全球 0.950 0.770 0.96 0.900
    热带 0.940 0.740 0.960 0.920
    亚洲 0.987 0.500 0.970 0.780
    850 hPa纬向风 全球 0.960 0.920 0.950 0.880
    热带 0.870 0.740 0.900 0.800
    亚洲 0.850 0.670 0.850 0.500
    地面气温 全球 0.995 0.810 0.990 0.450
    热带 0.950 0.190 0.960 -0.230
    亚洲 0.990 0.830 0.970 0.660
    中国 0.980 0.620 0.970 0.330
    地面降水 全球 0.860 0.520 0.780 0.470
    热带 0.850 0.520 0.770 0.430
    亚洲 0.740 0.180 0.730 0.220
    中国 0.610 0.400 0.670 0.410
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-04-08
  • 修回日期:  2013-07-08
  • 刊出日期:  2013-10-31

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