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新世纪初我国数值天气预报的科技创新研究

薛纪善

薛纪善. 新世纪初我国数值天气预报的科技创新研究. 应用气象学报, 2006, 17(5): 602-610..
引用本文: 薛纪善. 新世纪初我国数值天气预报的科技创新研究. 应用气象学报, 2006, 17(5): 602-610.
Xue Jishan. Progress of chinese numerical prediction in the early new century. J Appl Meteor Sci, 2006, 17(5): 602-610.
Citation: Xue Jishan. Progress of chinese numerical prediction in the early new century. J Appl Meteor Sci, 2006, 17(5): 602-610.

新世纪初我国数值天气预报的科技创新研究

资助项目: 

国家“十五”科技攻关项目“中国气象数值预报系统技术创新研究” 2004BA607B

国家自然科学基金重点项目“中国强降水天气预报研究” 40233036

Progress of Chinese Numerical Prediction in the Early New Century

  • 摘要: 概要介绍最近5年在国家科技攻关项目“中国气象数值预报系统科技创新研究”框架内所取得的主要成果, 重点是卫星等遥感资料在变分同化中的应用, 高分辨非静力数值预报模式的发展, 全球资料同化与中期数值天气预报系统的发展, 数值天气预报系统的模块化与并行计算, 数值天气预报新技术的研究等, 并扼要介绍我国新一代数值天气预报系统的业务应用试验。最后, 对我国数值天气预报的进一步发展做了讨论。
  • 图  1  卫星资料的应用对2004年云娜台风路径预报的影响[7]

    图  2  GRAPES模式密度流试验结果

    (a~c图分别显示积分300 s, 600 s, 900 s扰动位温的演变过程, 网格距为 100 m ; 由于对称性, 试验结果有东西两支完全相同的气流, 图中显示的为向东运动的一支) (胡江林提供)

    图  3  2003年7月22日12:00 (世界时, 下同) 起始的24 h预报 (伊布都台风) (徐国强提供)

    (a) 500 hPa位势高度 (单位: gpm), (b) 700 hPa水汽场(单位: g/kg), (c) 积云降水预报 (单位: mm), (d) 网格尺度降水预报 (单位: mm), (e) 850 hPa水汽通量(单位: g·kg-1·m·s), (f) 沿20.5°N温度距平的高度-纬向剖面图 (单位: ℃)

    图  4  GRAPES全球预报与相同分辨率从欧洲中期预报中心引进的谱模式T213的500 hPa高度预报与国家气象中心分析场的距平相关系数比较 (杨学胜提供)

    图  5  GRAPES全球模式对2005年09号台风“麦莎”预报结果的比较

    (起报时间为2005年8月1日12:00, 预报时间为 6 d; 图中“N”表示以NCEP再分析资料为初始场; “G”表示以T213的12 h预报场为背景场, 通过GRAPES-3DVar系统同化常规观测资料而得到的初始场; “S”表示以T213的12 h预报场为背景场, 通过GRAPES-3DVar系统同化常规观测资料和NOAA16, NOAA17的全球ATOVS资料而得到的初始场; “O” 表示我国对台风“麦莎”的观测路径资料) (韩威提供)

    表  1  GRAPES模式可选用物理过程参数化方案

  • [1] 陈德辉, 薛纪善.数值天气预报业务模式现状与展望.气象学报.2004, 62(5): 623-633. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-BJNY201333172.htm
    [2] 张华, 薛纪善, 庄世宇, 等, GRAPES三维变分同化系统的理想试验.气象学报.2004, 62(1):31-41. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXXB200401003.htm
    [3] 庄世宇, 薛纪善, 朱国富, 等.GRAPES全球三维变分同化系统———基本设计方案与理想试验.大气科学.2005, 29(6): 872-884 http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQXK200506003.htm
    [4] Xue Jishan.Development of 3DVar for operational application in CMA.Proceedings of 4th WMO International Symposium on Assimilation of Observations in Meteorology and Oceanography, WMO/TD No-1316, 2005.
    [5] Zhang Hua, Xue Jishan, Zhu Guofu, et al.Application of direct assimilation of ATOVS microwave radiances to typhoon track prediction.Adv Atmos Sci, 2004, 21(2): 383-390. http://adsabs.harvard.edu/abs/2004AdAtS..21..283Z
    [6] Xue Jishan, Zhang Hua, Zhu Guofu, et al.Development of a 3D Variational Assimilation System for ATOVS Data in China.Proceedings of Thirteenth International TOVS Study Conference.2003: 30-36.
    [7] Dong Peiming, Liu Zhiquan, Xue Jishan, et al.The Use of ATOVS Microwave Data in the GRAPES-3Dvar System.Proceedings of 14 International TOVS Study Conference.2005: 274-280.
    [8] Xue Jishan.Satellite Data Assimilation Plan in CMA.Fifth International Workshop on Tropical Cyclone, Tropical Meteorology Research Programme.WMO/TD No.1136, 2002.
    [9] Dong Peiming, Xue Jishan.An adjusted parameter scheme of land surface emissivity for assimilation of microwave satellite data.Proceedings of SPIE:Atmospheric and Environmental Remote Sensing Data Processing and Utilization: Numerical Atmospheric Prediction and Environmental Monitoring.2005:274-280. http://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=17545723
    [10] 陈德辉, 杨学胜, 胡江林, 等.多尺度通用动力模式框架的设计策略.应用气象学报, 2003, 14(4):452-461. http://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?dbcode=CJFQ&dbname=CJFD2003&filename=YYQX200304008&v=MDc4MjlEaDFUM3FUcldNMUZyQ1VSTDJmWk9WdkZ5cm5VcjNCUERUYWRyRzRIdExNcTQ5RmJJUjhlWDFMdXhZUzc=
    [11] Chen Dehui, Xue Jishan.GRAPES-CMA's New Generation of Weather and Climate Model:Scientific design and Development Progresses.Proceedings of the 2004 Workshop on the Solution of Partial Differential Equations on the Sphere, Yokohoma, Japan, 20-23 July 2004.
    [12] Xue Jishan.Progresses of Researches on Numerical Weather Prediction in China:1999—2002.Adv Atmos Sci, 2005, 21(3):467-474.
    [13] 伍湘君, 金之雁, 黄丽萍, 等.GRAPES模式软件框架与实现.应用气象学报, 2005, 16(4):539-546 http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20050468&flag=1
    [14] 李耀辉, 赵建华, 薛纪善, 等.基于GRAPES的西北地区沙尘暴数值预报模式及其应用研究.地球科学进展, 2005, 20 (9): 999-1011. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DXJZ200509009.htm
    [15] THORPEX国际研究实施计划.WMO/TD第1258号, WWRP/THORPEX第4号 (中文版) 2005.
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出版历程
  • 收稿日期:  2006-06-29
  • 修回日期:  2006-07-30
  • 刊出日期:  2006-10-01

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