检索结果-内蒙古大学图书馆

热带气象学报 2023年第3期39卷 386-401页

作者：徐渊闵锦忠庄潇然南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044 江苏省气象台江苏南京210008

弱天气尺度强迫背景下的长江中下游暖区暴雨突发性强,高度非线性,难以准确预报,这时考虑不确定因素的集合预报成为重要选项,而对流尺度集合预报核心问题是积分一段时间后离散度偏低,会导致预报失败。比较包含不同尺度扰动信息的对流尺... 详细信息

弱天气尺度强迫背景下的长江中下游暖区暴雨突发性强,高度非线性,难以准确预报,这时考虑不确定因素的集合预报成为重要选项,而对流尺度集合预报核心问题是积分一段时间后离散度偏低,会导致预报失败。比较包含不同尺度扰动信息的对流尺度集合预报方案间的差异性并据此优化初始扰动方案,针对2018年5月4—5日一次典型长江中下游暖区暴雨过程,分别采用动力降尺度(DOWN)、增长模繁殖法(BGM)、局地增长模繁殖法(LBGM)和混合扰动法(BLEND)等四种方法进行集合预报试验,以期探讨对离散度和预报效果的影响。结果表明,在模式积分0~6 h,具有中小尺度扰动信息的BGM和LBGM的离散度优于DOWN,其中LBGM相比于BGM具有一定程度上的改进,说明具有更准确中尺度特征的扰动能够在积分初始阶段获得有效增长,即考虑了中小尺度天气系统局地性的LBGM能弥补BGM的不足;但是,在模式积分12 h以后,具有更多大尺度特征扰动的DOWN优于区域模式中的增长模繁殖法BGM和LBGM,说明经过初始误差快速增长一段时间后,大尺度扰动开始起主要作用。而具有不同尺度扰动信息的BLEND方案则兼具LBGM和DOWN的优势,几乎在整个预报时段离散度较高且概率预报评分较好,体现出混合扰动的优越性。以上结果进一步说明,初始扰动的尺度特征在暖区暴雨的集合预报效果中具有关键性的作用,因而通过调整初始扰动的尺度信息来优化集合预报性能的混合扰动思想,在业务上具有一定的指导意义和推广价值。

关键词：尺度敏感性暖区暴雨初始扰动局地增长模繁殖法混合扰动法

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基于Local-BGM法的冷涡暴雨集合预报试验及评估检验

引用

气象科学 2023年第1期43卷 36-45页

作者：张海鹏智协飞李昊黎振宇张志强黄晶南方电网科学研究院有限责任公司广州510700 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/气象灾害教育部重点实验室南京210044

基于传统增长模繁殖法(Breeding Growing Mode,BGM)和局地增长模繁殖法(Local Breeding Growing Mode,Local-BGM)生成初始扰动成员,对一次冷涡暴雨过程进行集合预报试验,从多方面比较两种方案的预报效果,并且在邻域概率法(Neighborhood ... 详细信息

基于传统增长模繁殖法(Breeding Growing Mode,BGM)和局地增长模繁殖法(Local Breeding Growing Mode,Local-BGM)生成初始扰动成员,对一次冷涡暴雨过程进行集合预报试验,从多方面比较两种方案的预报效果,并且在邻域概率法(Neighborhood Probability,NP)中引入时间邻域,评估概率预报结果。结果表明,引入局地化思想的Local-BGM方案能够生成比传统BGM方案更合理的初始扰动,具有很明显的局地特征。对于扰动变量的预报,Local-BGM方案在均方根误差和离散度等方面均表现更好,同时能够提高各量级降水的预报技巧。邻域集合概率法能够综合各个集合成员预报的降水信息得到优于集合平均的概率预报,分数技巧评分更高。并且在考虑时间不确定性后,无论是控制预报、集合平均还是邻域集合概率法,分数技巧评分均有很大改善,并且降水阈值越大改善效果越明显,能够为极端强降水天气提供较为客观的概率预报信息。

关键词：集合预报局地增长模繁殖法降水预报邻域概率法分数技巧评分

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三种初始扰动方案对冷涡暴雨集合预报技巧影响的对比研究

三种初始扰动方案对冷涡暴雨集合预报技巧影响的对比研究

引用

作者：张海鹏南京信息工程大学

学位级别：硕士

灾害性天气的集合预报是目前数值天气预报的研究热点,对保障人民生命财产安全有重要的意义。本文对一次冷涡暴雨过程基于传统增长模繁殖法(BGM)和集合变换卡尔曼滤波法(ETKF)开展集合预报试验,研究了不同初始扰动方法在区域集合预报中... 详细信息

灾害性天气的集合预报是目前数值天气预报的研究热点,对保障人民生命财产安全有重要的意义。本文对一次冷涡暴雨过程基于传统增长模繁殖法(BGM)和集合变换卡尔曼滤波法(ETKF)开展集合预报试验,研究了不同初始扰动方法在区域集合预报中的表现。随后基于天气系统在发生发展过程中的局地差异性,引入局地增长模繁殖法(Local Breeding Growth Mode,Local-BGM)生成初始扰动,进行集合预报对比试验。在空间邻域法中同时考虑时间邻域的影响,评估降水的概率预报效果。结论如下:BGM法生成的初始扰动在培育阶段经过24-30小时的培育后保持稳定,并且在模式中层和低层扰动更稳定。BGM法对扰动变量的预报结果要优于控制预报,对水平纬向风和经向风的改进幅度更明显。对于降水的强度和落区预报,BGM法的预报准确率均高于控制预报,显著提高了降水评分,同时集合平均预报能够有效综合各集合成员的降水情况,对降水的范围预报比控制预报更接近实况,并且强降水的量级大小要比控制预报更合理。ETKF法同BGM法一样,对扰动变量的预报结果要优于控制预报,在预报阶段后期要比BGM法更稳定,但对某些量级降水的改进程度不如BGM法明显。考虑天气系统的局地化分布特征引入局地Local-BGM法,即在培育周期结束时通过计算各格点周围局地半径范围的均方根误差与整层均方根误差之比来对扰动进行调整。与传统BGM法相比,Local-BGM法同样可以调整扰动的大小,使之在均方根误差意义上与初始扰动保持一致,但Local-BGM法调整后扰动出现了更多的局地信息。Local-BGM法能够降低各变量的均方根误差,并且提高集合离散度。综合两种方法的降水预报结果可以看到Local-BGM法在各个量级有更好的预报效果,并且对强降水带的位置预报要比传统BGM法更接近实况。邻域概率法(NP)能够结合邻域范围内格点的降水信息,改善由于落区误差导致的空间预报不确定性。基于所有集合成员的邻域集合概率法(NEP)结果有最高的FSS评分,在强降水要显著优于控制预报和集合平均(EM)法。在空间邻域概率法中加入时间维度,对概率预报结果在不同时空邻域上进行评估,控制预报、EM预报和NEP法预报的FSS评分均要高于仅考虑空间邻域的情况,并且降水量级越大改善效果越明显,能够得到更合理的极端降水概率预报结果。

关键词：集合预报冷涡暴雨增长模繁殖法局地增长模繁殖法邻域概率法

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