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一个集合海浪预报系统及其初步试验

孙明华

孙明华. 一个集合海浪预报系统及其初步试验. 应用气象学报, 2011, 22(6): 673-680..
引用本文: 孙明华. 一个集合海浪预报系统及其初步试验. 应用气象学报, 2011, 22(6): 673-680.
Sun Minghua. An ensemble ocean wave forecast system and preliminary experiment. J Appl Meteor Sci, 2011, 22(6): 673-680.
Citation: Sun Minghua. An ensemble ocean wave forecast system and preliminary experiment. J Appl Meteor Sci, 2011, 22(6): 673-680.

一个集合海浪预报系统及其初步试验

资助项目: 

国家973计划项目“台风登陆前后异常变化及机理研究” 2009CB421500

详细信息
    通信作者:

    孙明华, E-mail: sunmh@cma.gov.cn

An Ensemble Ocean Wave Forecast System and Preliminary Experiment

  • 摘要: 使用集合天气预报系统的多个成员的风场预报来驱动海浪模式WAVEWATCH Ⅲ, 计算出含多个成员的海浪预报场,并相应开发出各海浪要素的集合预报产品,如集合平均、离散度、集合概率等,建立了一个集合海浪数值预报系统。使用该系统进行了2007年9—10月为期两个月的预报试验,利用太平洋和大西洋海域范围的浮标观测资料对系统的预报水平的初步检验分析显示,该集合海浪预报方法能够有效地将传统的确定性预报扩展到概率预报领域,且集合平均的预报水平要优于单一的确定性预报,采用集合预报方法可以提供单纯确定性预报所不能够提供的额外信息,具有较好的应用潜力。
  • 图  1  集合海浪数值预报产品图示 (a)2007年9月17日12:00(世界时,下同) 起报的120 h有效浪高集合平均 (实线, 单位:m) 及离散度 (阴影), (b)2007年9月18日12:00起报的10 m高风速为11.3 m·s-1的24 h预报面条图,(c)2007年9月17日12:00起报的平均浪周期大于11 s的72 h概率预报图

    Fig. 1  The products of the ensemble wave forecast system

    (a) the 120-hour forecast of ensemble mean (solid line, unit: m) and spread (shaded) of significant wave height at 12:00 17 September 2007, (b) the 24-hour forecast of spaghetti chart of 10 m wind speed of 11.3 m·s-1 at 12:00 18 September 2007, (c) the 72-hour forecast of probability chart of mean wave period larger than 11 s at 12:00 17 September 2007

    图  2  2007年9月10 m风速和有效浪高不同时效预报误差变化曲线

    (a) 风速平均误差,(b) 有效浪高平均误差,(c) 风速均方根误差, (d) 有效浪高均方根误差

    Fig. 2  The verification curves of 10 m wind speed and significant wave height in September 2007 (a) wind speed bias, (b) significant wave height bias, (c) root mean square error of wind speed, (d) root mean square error of significant wave height

    图  3  2007年10月10 m风速和有效浪高不同时效预报误差变化曲线

    (a) 风速平均误差, (b) 有效浪高平均误差, (c) 风速均方根误差, (d) 有效浪高均方根误差

    Fig. 3  The verification curves of 10 m wind and significant wave height in October 2007 (a) wind speed bias, (b) significant wave height bias, (c) root mean square error of wind speed, (d) root mean square error of significant wave height

    图  4  浮标站 (46006)2007年10月15日12:00起报的不同时效集合预报与观测对比 (a)10 m风速,(b) 有效浪高

    Fig. 4  Ensemble of 15 members vs observation data at Buoy_46006 forecast at 12:00 15 Oct 2007 (a)10 m wind speed, (b) significant wave height

    表  1  集合海浪模式成员基本参数概况

    Table  1  Outline of the ensemble wave forecast models

    参数 参考值
    分辨率 1°× 1°
    预报时效/h 240
    输出间隔/h 6
    天气模式 全球集合天气预报系统扰动预报成员
    最小水深/m 25
    总体积分步长/s 3600
    波浪谱的方向分辨率 15°(24个方向)
    频率分辨率 0.0418 Hz~0.4114 Hz,
    间距为1.1 Hz, 25个频带
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    表  2  面条图产品列表

    Table  2  The list of pruducts of spaghetti charts

    要素 间隔
    有效浪高/m 1,2,4,6,8,10
    风速/(m·s-1) 5.5,8.0,10.8,17.2,24.5,32.7
    平均浪周期/s 5,7,9,11,13,15
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-03-09
  • 修回日期:  2011-08-03
  • 刊出日期:  2011-12-31

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