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数值预报中自由度的压缩及误差相似性规律

郑志海 封国林 丑纪范 任宏利

郑志海, 封国林, 丑纪范, 等. 数值预报中自由度的压缩及误差相似性规律. 应用气象学报, 2010, 21(2): 139-148..
引用本文: 郑志海, 封国林, 丑纪范, 等. 数值预报中自由度的压缩及误差相似性规律. 应用气象学报, 2010, 21(2): 139-148.
Zheng Zhihai, Feng Guolin, Chou Jifan, et al. Compression for freedom degree in numerical weather prediction and the error analogy. J Appl Meteor Sci, 2010, 21(2): 139-148.
Citation: Zheng Zhihai, Feng Guolin, Chou Jifan, et al. Compression for freedom degree in numerical weather prediction and the error analogy. J Appl Meteor Sci, 2010, 21(2): 139-148.

数值预报中自由度的压缩及误差相似性规律

资助项目: 

国家自然科学基金重点项目 40930952

和国家自然科学基金项目共同资助 40805028,40675039

公益性行业(气象)科研专项 GYHY200806005

Compression for Freedom Degree in Numerical Weather Prediction and the Error Analogy

  • 摘要: 利用历史资料的有用信息提高数值模式预报水平是长期以来人们努力的目标。该文提出了一种在气候吸引子上缩小初始场自由度的相似选取方法, 有效滤除了小尺度分量,避开了原有相似选取中自由度太大,相似选取困难的问题。分析表明:相似初值间的模式预报误差存在相似性,依此估计的预报误差与实际预报误差很接近。在空间分布特征上,相似初值间的模式预报误差也有很好的一致性。这为发展相似 动力方法,利用历史资料改进数值模式提供了支持。
  • 图  1  1 5d预报误差的相似指数随初值相似程度的演变

    Fig. 1  The evolution of analogue index of forecast error with the analogue degree of initial value

    图  2  2008年1月16日12:00及其4个最相似个例在η=7层 (约453hPa) 的24h温度场预报误差

    Fig. 2  24-hour forecast error of temperature at η=7 (about 453 hPa) at 12: 00 16 January 2008 and its first 4 analogues

    图  3  2008年1月16日12:00及其4个最相似个例估计的24h温度场预报误差

    (η=4层,约216hPa; η=10层,约735hPa)

    Fig. 3  24-hour forecast error of temperature at 12:00 16 January 2008 and its first 4 analogues

    (η=4, about 216hPa; η=0, about 735 hPa)

    图  4  5个个例平均的500hPa高度场的逐日预报与实况的距平相关系数 (a),均方根误差 (b) 和500hPa温度场的逐日预报与实况的距平相关系数 (c),均方根误差 (d)

    Fig. 4  The daily ACC averaged over 5 cases of 500hPa geopotential height (a) andtemperature (c), and thedaily RMS Eaveraged over 5 cases of 500hPa geopotential height (b) and temperature (d)

    表  1  起始个例预报误差与相似个例预报误差、系统误差的相似指数随预报时长的演变

    Table  1  The evolution of analogue index of forecast error on initial case, analogue case and system error with leading time

    表  2  两种相似选取方案估计的预报误差与实际预报误差相似指数随预报时长演变

    Table  2  The comparison of the evolution of analogue index of estimated forecast error and real forecast error with leading time

    表  3  5个个例平均的全球6~15d平均500hPa高度场和温度场的预报评分

    Table  3  6—15-day average score of 5 cases of 500hPa geopotential height and temperature

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出版历程
  • 收稿日期:  2009-08-26
  • 修回日期:  2010-02-24
  • 刊出日期:  2010-04-30

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