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随机物理倾向扰动方案在西部山地对流尺度集合预报中的研究
被引量：
3
1
作者
王明欢
李俊
+3 位作者
熊洁
赖安伟
孙玉婷
许建玉
《气象》
CSCD
北大核心
2021年第8期966-981,共16页
为了研究随机物理倾向扰动(SPPT)方法在复杂地形条件下对对流尺度集合预报中的影响,针对SPPT随机扰动场的时间尺度、空间尺度和格点标准差三个参数进行敏感性试验,分析扰动变化规律,探讨其预报效果。结果表明:空间尺度90 km、时间尺度3 ...
为了研究随机物理倾向扰动(SPPT)方法在复杂地形条件下对对流尺度集合预报中的影响,针对SPPT随机扰动场的时间尺度、空间尺度和格点标准差三个参数进行敏感性试验,分析扰动变化规律,探讨其预报效果。结果表明:空间尺度90 km、时间尺度3 h和格点标准差0.525参数构造的SPPT随机扰动场结构对西部山地对流尺度集合预报整体效果较好,该试验不同层次高空要素(纬向风场、温度场和湿度场)和近地面要素(10 m风和2 m温度)的离散度增长较快,考虑预报误差的离散度/RMSE也好于其他试验。虽然最优配置试验的3 h累积降水的集合平均相对于其他参数试验没有明显在各个量级上都有提高,但在≥10 mm、≥25 mm和≥50 mm的降水等级的ETS评分接近或者高于控制试验,概率预报技巧较好。综合来看,空间尺度参数的选取比时间尺度对离散度的影响更加明显,增加扰动振幅对离散度的增加也起到积极的作用,同时可以提高不同量级降水的概率预报技巧。
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关键词
集合预报
对流尺度
不确定性
随机物理倾向扰动(
sppt
)
下载PDF
职称材料
GRAPES全球集合预报系统不同随机物理扰动方案影响分析
被引量：
5
2
作者
彭飞
李晓莉
陈静
《气象学报》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第6期972-987,共16页
为了更好地理解不同随机物理扰动方案对全球中期集合预报的影响差异,本研究基于GRAPES全球集合预报系统(GRAPES-GEPS)对比分析了随机物理倾向扰动(Stochastically Perturbed Parameterization Tendencies,SPPT)、随机动能补偿(Stochasti...
为了更好地理解不同随机物理扰动方案对全球中期集合预报的影响差异,本研究基于GRAPES全球集合预报系统(GRAPES-GEPS)对比分析了随机物理倾向扰动(Stochastically Perturbed Parameterization Tendencies,SPPT)、随机动能补偿(Stochastic Kinetic Energy Backscatter,SKEB)及联合使用SPPT与SKEB三种模式扰动方案所产生的扰动特征及其对集合预报的影响。为避免初值扰动影响,考察随机物理方案所产生的扰动特征时,不使用初值扰动。通过扰动与误差相关性分析(PECA)发现,不同随机物理扰动方案所产生的扰动对预报误差均具有一定的描述能力,而且联合使用SPPT与SKEB方案时,扰动对误差的描述能力最好。对所有扰动方案来说,扰动总能量最初主要集中在热带地区对流层中高层以及平流层低层。随着预报时效的延长,扰动总能量不断增大,其大值区不断向热带外地区转移。从扰动总能量的谱结构来看,扰动能量均呈现升尺度发展的特征。在基于奇异向量初值扰动的GRAPES-GEPS中,随机物理扰动方案的使用均能够显著增加不同地区等压面要素的集合离散度,并在一定程度上改善集合平均误差。由于集合离散度的增大,预报失误率显著减小。连续分级概率评分也有所减小,尤其是在热带地区,改进更为明显。此外,中国地区不同量级(小雨、中雨、大雨和暴雨)降水概率预报技巧在一定程度上得到改善。上述改进均在联合使用SPPT与SKEB方案时最好,这与扰动总能量、扰动与误差相关分析结果一致。
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关键词
随机物理倾向扰动方案
随机动能补偿方案
模式扰动
扰动特征
集合预报
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职称材料
华东区域中尺度集合预报系统的改进及2020年梅雨期降水试验
3
作者
谭燕
黄伟
+2 位作者
杨玉华
张旭
陈葆德
《大气科学》
CSCD
北大核心
2022年第6期1437-1453,共17页
考虑区域模式预报中不确定性的各种来源,分别引入初始场误差、侧边界误差和模式误差构建新一代华东区域中尺度集合预报系统,并对2020年梅雨期降水开展为期一个月的集合预报试验。通过不同时空尺度典型个例的分析可以看出,所选取的随机...
考虑区域模式预报中不确定性的各种来源,分别引入初始场误差、侧边界误差和模式误差构建新一代华东区域中尺度集合预报系统,并对2020年梅雨期降水开展为期一个月的集合预报试验。通过不同时空尺度典型个例的分析可以看出,所选取的随机物理倾向扰动方案中的参数具备一定的通用性,且在参数调优中加强随机过程的影响,系统中低层的风场和湿度场有明显的反馈,集合系统的离散度得到较大改善,对预报的影响大小依次为:格点方差、随机扰动场的去相关空间和随机扰动场的去相关时间。一个月的梅雨期降水评估结果显示:集合系统升级后对各时次各量级的降水TS(Threat Score)评分均有所提升,但仍然存在着降水强度偏大的问题;从概率预报的角度来看,系统升级后,对中到大雨预报的准确率和可信度提升明显,对强降水事件的描述更准确;形势场的检验结果表明,系统的预报偏差问题得到了部分程度地改善,对大气中低层风场、湿度场和地面变量的预报效果较好。相比原华东区域中尺度集合预报系统,升级后的系统,其整体优势可概括为:预报误差减小、集合离散度明显增加,降水预报的能力在各时段各量级均有提升,其中物理过程的不确定性对于捕捉强降水事件有明显的影响,使得系统的预报可信度增加。
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关键词
中尺度集合预报
随机物理倾向扰动(
sppt
)
梅雨
性能分析
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职称材料
题名
随机物理倾向扰动方案在西部山地对流尺度集合预报中的研究
被引量：
3
1
作者
王明欢
李俊
熊洁
赖安伟
孙玉婷
许建玉
机构
中国气象局武汉暴雨研究所暴雨监测预警湖北省重点实验室
出处
《气象》
CSCD
北大核心
2021年第8期966-981,共16页
基金
国家重点研发计划(2018YFC1507200和2016YFE0109400)共同资助。
文摘
为了研究随机物理倾向扰动(SPPT)方法在复杂地形条件下对对流尺度集合预报中的影响,针对SPPT随机扰动场的时间尺度、空间尺度和格点标准差三个参数进行敏感性试验,分析扰动变化规律,探讨其预报效果。结果表明:空间尺度90 km、时间尺度3 h和格点标准差0.525参数构造的SPPT随机扰动场结构对西部山地对流尺度集合预报整体效果较好,该试验不同层次高空要素(纬向风场、温度场和湿度场)和近地面要素(10 m风和2 m温度)的离散度增长较快,考虑预报误差的离散度/RMSE也好于其他试验。虽然最优配置试验的3 h累积降水的集合平均相对于其他参数试验没有明显在各个量级上都有提高,但在≥10 mm、≥25 mm和≥50 mm的降水等级的ETS评分接近或者高于控制试验,概率预报技巧较好。综合来看,空间尺度参数的选取比时间尺度对离散度的影响更加明显,增加扰动振幅对离散度的增加也起到积极的作用,同时可以提高不同量级降水的概率预报技巧。
关键词
集合预报
对流尺度
不确定性
随机物理倾向扰动(
sppt
)
Keywords
ensemble
forecast
convective
scale
uncertainty
stochastically
perturbed
parameterization
tendencies
(
sppt
)
分类号
P456 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
GRAPES全球集合预报系统不同随机物理扰动方案影响分析
被引量：
5
2
作者
彭飞
李晓莉
陈静
机构
国家气象中心
中国气象局数值预报中心
出处
《气象学报》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第6期972-987,共16页
基金
国家重点研发计划项目(2018YFC1506703、2017YFA0604502)
国家自然科学基金项目(41905090、41875181)。
文摘
为了更好地理解不同随机物理扰动方案对全球中期集合预报的影响差异,本研究基于GRAPES全球集合预报系统(GRAPES-GEPS)对比分析了随机物理倾向扰动(Stochastically Perturbed Parameterization Tendencies,SPPT)、随机动能补偿(Stochastic Kinetic Energy Backscatter,SKEB)及联合使用SPPT与SKEB三种模式扰动方案所产生的扰动特征及其对集合预报的影响。为避免初值扰动影响,考察随机物理方案所产生的扰动特征时,不使用初值扰动。通过扰动与误差相关性分析(PECA)发现,不同随机物理扰动方案所产生的扰动对预报误差均具有一定的描述能力,而且联合使用SPPT与SKEB方案时,扰动对误差的描述能力最好。对所有扰动方案来说,扰动总能量最初主要集中在热带地区对流层中高层以及平流层低层。随着预报时效的延长,扰动总能量不断增大,其大值区不断向热带外地区转移。从扰动总能量的谱结构来看,扰动能量均呈现升尺度发展的特征。在基于奇异向量初值扰动的GRAPES-GEPS中,随机物理扰动方案的使用均能够显著增加不同地区等压面要素的集合离散度,并在一定程度上改善集合平均误差。由于集合离散度的增大,预报失误率显著减小。连续分级概率评分也有所减小,尤其是在热带地区,改进更为明显。此外,中国地区不同量级(小雨、中雨、大雨和暴雨)降水概率预报技巧在一定程度上得到改善。上述改进均在联合使用SPPT与SKEB方案时最好,这与扰动总能量、扰动与误差相关分析结果一致。
关键词
随机物理倾向扰动方案
随机动能补偿方案
模式扰动
扰动特征
集合预报
Keywords
stochastically
perturbed
parameterization
tendencies
(
sppt
)scheme
stochast
ic
Kinetic
Energy
Backscatter(SKEB)scheme
Model
perturb
ation
Features
of
perturb
ations
Ensemble
prediction
分类号
P456 [天文地球—大气科学及气象学]
下载PDF
职称材料
题名
华东区域中尺度集合预报系统的改进及2020年梅雨期降水试验
3
作者
谭燕
黄伟
杨玉华
张旭
陈葆德
机构
中国气象局上海台风研究所
中国气象局台风数值预报重点实验室
出处
《大气科学》
CSCD
北大核心
2022年第6期1437-1453,共17页
基金
国家重点研发计划项目2017YFC1501902
上海市科委项目19DZ1201500
+1 种基金
国家自然科学基金项目41975133
华东区域气象科技协同创新基金项目QYHZ201801。
文摘
考虑区域模式预报中不确定性的各种来源,分别引入初始场误差、侧边界误差和模式误差构建新一代华东区域中尺度集合预报系统,并对2020年梅雨期降水开展为期一个月的集合预报试验。通过不同时空尺度典型个例的分析可以看出,所选取的随机物理倾向扰动方案中的参数具备一定的通用性,且在参数调优中加强随机过程的影响,系统中低层的风场和湿度场有明显的反馈,集合系统的离散度得到较大改善,对预报的影响大小依次为:格点方差、随机扰动场的去相关空间和随机扰动场的去相关时间。一个月的梅雨期降水评估结果显示:集合系统升级后对各时次各量级的降水TS(Threat Score)评分均有所提升,但仍然存在着降水强度偏大的问题;从概率预报的角度来看,系统升级后,对中到大雨预报的准确率和可信度提升明显,对强降水事件的描述更准确;形势场的检验结果表明,系统的预报偏差问题得到了部分程度地改善,对大气中低层风场、湿度场和地面变量的预报效果较好。相比原华东区域中尺度集合预报系统,升级后的系统,其整体优势可概括为:预报误差减小、集合离散度明显增加,降水预报的能力在各时段各量级均有提升,其中物理过程的不确定性对于捕捉强降水事件有明显的影响,使得系统的预报可信度增加。
关键词
中尺度集合预报
随机物理倾向扰动(
sppt
)
梅雨
性能分析
Keywords
Mesoscale
ensemble
forecast
stochastically
perturbed
parameterization
tendenc
y(
sppt
)
Meiyu
Performance
analysis
分类号
P456.7 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
随机物理倾向扰动方案在西部山地对流尺度集合预报中的研究
王明欢
李俊
熊洁
赖安伟
孙玉婷
许建玉
《气象》
CSCD
北大核心
2021
3
下载PDF
职称材料
2
GRAPES全球集合预报系统不同随机物理扰动方案影响分析
彭飞
李晓莉
陈静
《气象学报》
CAS
CSCD
北大核心
2020
5
下载PDF
职称材料
3
华东区域中尺度集合预报系统的改进及2020年梅雨期降水试验
谭燕
黄伟
杨玉华
张旭
陈葆德
《大气科学》
CSCD
北大核心
2022
0
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职称材料
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