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国家级区域集合预报系统研发和性能检验

邓国 龚建东 邓莲堂 陈静 崔应杰 胡江凯 王晓聪 李应林 李莉

邓国, 龚建东, 邓莲堂, 等. 国家级区域集合预报系统研发和性能检验. 应用气象学报, 2010, 21(5): 513-523..
引用本文: 邓国, 龚建东, 邓莲堂, 等. 国家级区域集合预报系统研发和性能检验. 应用气象学报, 2010, 21(5): 513-523.
Deng Guo, Gong Jiandong, Deng Liantang, et al. Development of mesoscale ensemble prediction system at National Meteorological Center. J Appl Meteor Sci, 2010, 21(5): 513-523.
Citation: Deng Guo, Gong Jiandong, Deng Liantang, et al. Development of mesoscale ensemble prediction system at National Meteorological Center. J Appl Meteor Sci, 2010, 21(5): 513-523.

国家级区域集合预报系统研发和性能检验

资助项目: 

公益性行业 (气象) 科研专项 GYHY200706001, GYHY200906007

国家自然科学基金项目 40505009

Development of Mesoscale Ensemble Prediction System at National Meteorological Center

  • 摘要: 该文简要介绍了中国气象局国家气象中心研发的区域中尺度集合预报系统主要技术特点:在初值扰动技术方面, 通过研究中国地区中尺度模式预报误差快速增长特点?中国地形地貌特征与观测资料的分布情况, 研发适合于中尺度模式的增长模繁殖法扰动技术构造初值场; 分析数值模式物理过程参数化方案内在的不确定性以及对强对流天气和近地面要素预报的差异, 确定多物理过程扰动技术方案?解决全球集合预报扰动信息向中尺度集合预报输入的关键技术, 实现中尺度区域集合预报系统与全球中期集合预报系统的嵌套?在模式后处理方面, 解决中尺度集合预报结果的偏差订正技术; 开发满足多种需求的多要素?多层次概率预报产品和概率预报检验产品?在世界天气研究计划“2008年北京奥运会中尺度集合预报研究开发项目"3年实时预报试验比较评价中, 中国气象局国家气象中心区域中尺度集合预报系统总体预报能力与国外同类系统相当?
  • 图  1  增长模繁殖法过程示意图

    Fig. 1  Schematic illustration on breeding of growth modes initial perturbation technique

    图  2  WRF模式2009年6月12日00:002m温度分析场 (a) 及温度场增长模 (b)

    Fig. 2  Analysis field of 2-meter temperature at 00:00 12 June 2009 (a) with corresponding temperature growth mode (b)

    图  3  中国区域3月地理掩模的分布情况 (单位:J)

    Fig. 3  Distribution of mask over China in March (unit:J)

    图  4  积云对流参数化方案降水预报对比检验

    Fig. 4  Verification of different rainfall forecast

    图  5  微物理过程方案对比试验

    Fig. 5  Verification of rainfall forecast for different microphysics options

    图  6  分别采用WRF 2.1版本和WRF 2.2版本预报时效为36h的2m温度绝对误差比较

    Fig. 6  Comparison of 2-metertemperature absolute error with in the lead time of 36 hours between WRF Version 2.1 and WRF Version 2.2

    图  7  基于WRF的中国气象局国家气象中心中尺度集合预报流程

    Fig. 7  Flow of WRF based on regional ensemble prediction system of NMC

    图  8  预报时效为30h的6个集合预报成员2007年8月15—24日2 m温度相对误差对比

    Fig. 8  Effect of bias correction for 2-meter temperature forecast with the lead time of 30 hours during15—24 August 2007

    图  9  中国气象局国家气象中心中尺度区域集合预报系统控制预报和集合预报平均6h累积降水量BS评分 (a) 和提高率 (b)(引自文献[29])

    Fig. 9  Brier Scores for verification of 6-hour accumulated rainfall against observation (a) and improvement rate at NMC (b)(quotedfromreference[29])

    图  10  中国气象局国家气象中心中尺度区域集合预报系统降水集合预报平均值TS评分 (a) 和2m温度预报均方根误差 (b) 随预报时效演变图与同类系统针对相同区域预报比较

    Fig. 10  Ensemble verification of B08RDP participant systems for mean TS of rainfall (a) androot-mean-square error of 2-metertemperature (b)

    图  11  B08RDP参与方在12:00开展预报时效为18 h的2 m温度预报的ROC曲线检验结果

    Fig. 11  ROC diagrams for 2-metertemperature for B08RDP systems with the initial time of 12:00 and the lead time of 18 hours

    表  1  降水检验分类

    Table  1  Classification for rainfall verifications

    表  2  集合预报系统多物理过程扰动方案

    Table  2  Perturbation schemes on multi-physics

    表  3  双态分类联列表

    Table  3  List of two-state classification

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出版历程
  • 收稿日期:  2010-02-11
  • 修回日期:  2010-07-29
  • 刊出日期:  2010-10-31

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