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多源观测在快速更新同化系统中的敏感性试验 被引量:12
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作者 王晓峰 王平 +2 位作者 张蕾 李佳 许晓林 《高原气象》 CSCD 北大核心 2017年第1期148-161,共14页
利用SMS-WARR快速更新同化,对三种观测资料(雷达、探空、AMDAR)进行敏感性试验。并且通过对2011年7月31日发生在上海的局地强对流过程的模拟,分析不同类型观测资料的影响。结果表明:雷达资料通过云分析优化了初始场中的水物质含量,使云... 利用SMS-WARR快速更新同化,对三种观测资料(雷达、探空、AMDAR)进行敏感性试验。并且通过对2011年7月31日发生在上海的局地强对流过程的模拟,分析不同类型观测资料的影响。结果表明:雷达资料通过云分析优化了初始场中的水物质含量,使云的分布更合理,调整了中小尺度对流系统的结构和强度,降水落区和强度预报得到改进;探空资料在试验中仅使用了一次,但可持续影响后续时刻的模拟,500 h Pa、700 h Pa和850 h Pa高度场和风场均不同程度受到影响,相应的地面温度也发生了变化;同化AMDAR资料后,形势场得到了修正,分析场更加接近实况,改善了降水预报。 展开更多
关键词 快速更新同化系统 雷达 探空 AMDAR
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高分辨率数值预报模式的尺度自适应物理过程参数化研究 被引量:6
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作者 张旭 黄伟 陈葆德 《气象科技进展》 2017年第6期105-110,共6页
随着高性能计算能力的提升,数值天气预报模式的分辨率迅速提升。但由于对流、云和边界层过程参数化方案对于模式分辨率的高度依赖性,直接或简单地提高模式分辨率会导致诸如"灰色尺度"等问题。"灰色尺度"问题将极大... 随着高性能计算能力的提升,数值天气预报模式的分辨率迅速提升。但由于对流、云和边界层过程参数化方案对于模式分辨率的高度依赖性,直接或简单地提高模式分辨率会导致诸如"灰色尺度"等问题。"灰色尺度"问题将极大地限制数值天气预报模式在高分辨率条件下性能的提高,甚至导致预报准确率下降,这是高分辨数值天气预报和气候模拟所面临重要的挑战之一。发展了适用于高分辨率的分辨率自适应的次网格混合(包括边界层混合)参数化方案和分辨率自适应的对流参数化方案,为高分辨率业务天气预报模式提供物理过程方面的理论和实践基础。 展开更多
关键词 物理过程参数化 尺度自适应 灰色区域 湍流 对流
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数值天气预报对卫星大数据的需求分析 被引量:1
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作者 杨何群 王晓峰 +3 位作者 高彦青 陆一闻 麻炳欣 王昕瑶 《大数据》 2022年第2期89-102,共14页
多星协同的对地观测可提供多谱段、多时相、多要素、多尺度、多层次的遥感数据,为数值天气预报提供丰富的价值信息。为了支撑未来地球系统无缝隙精细化网格预报服务,从探测变量、时间分辨率、空间覆盖度和水平分辨率、垂直分辨率、精度... 多星协同的对地观测可提供多谱段、多时相、多要素、多尺度、多层次的遥感数据,为数值天气预报提供丰富的价值信息。为了支撑未来地球系统无缝隙精细化网格预报服务,从探测变量、时间分辨率、空间覆盖度和水平分辨率、垂直分辨率、精度与时效等方面探讨了数值天气预报对卫星观测大数据需求的应用现状。同时,为了使卫星大数据高受容于数值天气预报,总结了多星数据一体化一致性处理、全天候/耦合的资料同化方法、与人工智能深度结合、卫星观测与预报互动等方面面临的挑战和前景。 展开更多
关键词 数值天气预报 卫星 大数据 特征变量 时空分辨率 精度
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SMS-WARMS V2.0模式对中国西南地区降水预报能力的客观检验 被引量:20
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作者 徐同 杨玉华 +1 位作者 李佳 陈葆德 《气象》 CSCD 北大核心 2019年第8期1065-1074,共10页
本文采用标准降水检验方法、EDI方法和MODE方法对新一代上海区域中尺度模式SMS-WARMS V2.0模式2015年12月至2016年11月的西南地区降水预报效果进行评估。结果表明:(1)模式对西南地区四季的降水TS评分均较高,夏季和秋季相对更高,且在48 ... 本文采用标准降水检验方法、EDI方法和MODE方法对新一代上海区域中尺度模式SMS-WARMS V2.0模式2015年12月至2016年11月的西南地区降水预报效果进行评估。结果表明:(1)模式对西南地区四季的降水TS评分均较高,夏季和秋季相对更高,且在48 h内预报性能比较稳定。(2)预报偏差和TSS评分显示,模式对西南地区春、夏两季的各个量级降水预报均较实况偏多,而对秋季的大暴雨和冬季的大雨以上量级预报则相对偏少。总体而言,对西南地区的降水技巧呈现出预报成功率高于空报率的特征。(3)模式对西南地区的小雨、暴雨和大暴雨预报评分优于EC模式。(4)EDI检验显示模式对西南地区的极端降水有较高的预报技巧,对四川中部和东北部以及贵州西南部的极端降水预报技巧相对更高。(5)模式对2015年8月一次西南涡诱发的暴雨过程的空间落区预报较好,强度较实况偏强。(6)MODE方法统计结果表明,模式对西南地区暴雨预报的目标质心偏差较小,降水中心强度偏强。 展开更多
关键词 SMS-WARMS V2.0模式 中国西南地区 降水 检验
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边界层参数化方案在“灰色区域”尺度下的适用性评估 被引量:11
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作者 刘梦娟 张旭 陈葆德 《大气科学》 CSCD 北大核心 2018年第1期52-69,共18页
随着数值预报模式分辨率的提高,当模式网格距与含能湍涡的长度尺度相当时,模式动力过程可解析一部分湍流运动,而剩余的湍流运动仍需参数化,此时便产生了湍流参数化的"灰色区域"问题。对传统的PBL(Planetary Boundary Layer)... 随着数值预报模式分辨率的提高,当模式网格距与含能湍涡的长度尺度相当时,模式动力过程可解析一部分湍流运动,而剩余的湍流运动仍需参数化,此时便产生了湍流参数化的"灰色区域"问题。对传统的PBL(Planetary Boundary Layer)方案在"灰色区域"下的适用性评估,是改进PBL方案以使其能够适应分辨率变化的前提和基础。本研究基于干对流边界层的大涡模拟试验,比较了WRF(Weather Research and Forecast Model)模式中四种常用的边界层参数化方案[YSU(Yonsei University)、MYJ(Mellor-Yamada-Janjic)、MYNN2.5(Mellor-YamadaNakanishi-Niino Level 2.5)、MYNN3)]在"灰色区域"尺度下的表现。研究表明,混合层内总热通量对所使用的参数化方案和水平分辨率均不敏感。不同参数化方案中次网格与网格通量的比例表现出对水平网格距不同的依赖性。局地PBL方案(MYJ、MYNN2.5)在混合层内的平均位温随网格距减小而增大,次网格通量随网格距减小而减小,较参考湍流场对次网格通量有所低估。YSU方案的非局地项几乎不随水平格距改变而变化,对次网格通量的表征并未表现出较强的分辨率依赖性,且过强的非局地次网格输送使混合层内温度层结呈弱稳定,抑制了可分辨湍流输送,不易于激发次级环流。MYNN3方案的非局地次网格通量(负梯度输送项)随网格距减小而减小,使其对次网格通量的表征具有较好的分辨率依赖性。PBL方案在"灰色区域"尺度下的适用性与具体分辨率有关。以分辨率500 m为例,四种PBL方案中不存在一种最佳方案,能对边界层的热力结构和湍流统计特征均有准确的描述。 展开更多
关键词 边界层参数化方案 灰色区域 大涡模拟 非局地输送
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MODE-TD检验方法在上海快速更新同化业务预报系统中的初步应用 被引量:6
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作者 徐同 张蕾 +1 位作者 李佳 陈葆德 《沙漠与绿洲气象》 2020年第5期1-10,共10页
将时域目标检验方法(MODE-TD)初步应用于上海快速同化更新预报系统(SMSWARRV2.0),结果表明:(1)区别于传统检验方法,引入时间维后,MODE-TD方法可以通过降水目标轨迹、生命周期、生成和消散频数、体积比、速度差和方向差等检验指标来评估... 将时域目标检验方法(MODE-TD)初步应用于上海快速同化更新预报系统(SMSWARRV2.0),结果表明:(1)区别于传统检验方法,引入时间维后,MODE-TD方法可以通过降水目标轨迹、生命周期、生成和消散频数、体积比、速度差和方向差等检验指标来评估高分辨率模式预报性能。(2)SMS-WARRV2.0系统能较好地模拟出2017年5月7日广州特大暴雨降水目标发生、发展和消亡的过程。(3)统计检验结果显示SMS-WARRV2.0系统能较好地模拟出降水目标生成和消散个数变化趋势,配对降水目标体积比误差较小,预报目标个数偏多,预报目标生命周期偏长。 展开更多
关键词 检验 目标 时间维
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地面观测资料在快速更新同化系统中的敏感性试验 被引量:5
7
作者 王平 王晓峰 +2 位作者 张蕾 李佳 许晓林 《气象》 CSCD 北大核心 2017年第8期901-911,共11页
通过对2011年7月31日发生在上海的局地强对流过程,利用快速更新同化系统(SMS-WARR),设计了四个试验,对地面观测资料(常规地面观测资料、加密自动气象站资料)进行敏感性数值试验。结果表明:不同地面观测资料同化对模式初始场的调整作用不... 通过对2011年7月31日发生在上海的局地强对流过程,利用快速更新同化系统(SMS-WARR),设计了四个试验,对地面观测资料(常规地面观测资料、加密自动气象站资料)进行敏感性数值试验。结果表明:不同地面观测资料同化对模式初始场的调整作用不同,地面观测资料的疏密影响模式初始场预报,加密自动站气象资料同化对初始温度场、风场的影响最明显;所有试验中,同化所有观测资料的模式能较好地模拟出此次强降水过程,且模拟的地面温度场、风场以及辐合线的演变与实况基本一致;通过分析、比较各试验初始场和预报结果的影响发现,同化所有地面观测资料能改善模式的初值,且观测资料通过循环同化的方式融合进模式,提高了模式对强对流中尺度结构特征的刻画,改善了对局地强对流天气系统的预报效果。 展开更多
关键词 快速更新同化系统 地面观测资料 常规地面观测 自动气象站
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WARMS 2.0中边界层参数化方案对一次台风外围降水模拟预报的影响 被引量:2
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作者 代昕鹭 陈葆德 +1 位作者 张旭 范广洲 《成都信息工程大学学报》 2017年第5期513-523,共11页
为分析高分辨率数值预报模式下不同边界层参数化方案对降水过程的模拟结果及边界层参数化方案中局地混合与非局地混合作用对模拟结果产生的不同影响,利用华东区域中尺度数值预报系统WARMS 2.0,使用不同边界层参数化方案对一次台风外围... 为分析高分辨率数值预报模式下不同边界层参数化方案对降水过程的模拟结果及边界层参数化方案中局地混合与非局地混合作用对模拟结果产生的不同影响,利用华东区域中尺度数值预报系统WARMS 2.0,使用不同边界层参数化方案对一次台风外围强降水过程进行模拟,得出主要结论:非局地混合YSU方案对强降水中心位置的模拟能力最好,且对台风雨带结构的模拟更准确明显,但模拟降水的强度偏大;局地混合MYJ方案容易产生小量级虚假降水;未使用边界层参数化方案时的模拟能力最弱,降水范围小、强度弱,与实况相比差异较大。在对强降水过程进行模拟时,非局地混合方案在垂直方向上的湍流作用更强,模拟的强降水范围和强度均大于局地混合方案。由降水检验来看,非局地混合YSU方案的预报技巧优于其他方案,易模拟出较大量级降水,而局地混合MYJ方案更容易预报出较小量级的降水。 展开更多
关键词 气象学 数值天气预报 边界层参数化方案 局地混合 非局地混合 高分辨率数值预报模式 降水
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边界层参数化方案中局地与非局地混合在高分辨率数值预报模式中的作用和影响 被引量:1
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作者 代昕鹭 陈葆德 +1 位作者 张旭 范广洲 《成都信息工程大学学报》 2019年第5期543-551,共9页
为研究不同边界层参数化方案以及局地混合作用和非局地混合作用在高分辨率数值预报中的作用与影响,基于第二代华东区域中尺度数值预报系统,对两次暴雨天气过程进行了模拟。通过对模拟结果中各边界层物理量进行对比分析,主要结论如下:(1... 为研究不同边界层参数化方案以及局地混合作用和非局地混合作用在高分辨率数值预报中的作用与影响,基于第二代华东区域中尺度数值预报系统,对两次暴雨天气过程进行了模拟。通过对模拟结果中各边界层物理量进行对比分析,主要结论如下:(1)参数化方案中非局地作用越强,模拟出的边界层垂直湍流混合作用越强,混合层深厚,其中动、热能和水汽的垂直输送也较强,位温垂直廓线在白天也更为稳定。(2)非局地混合作用在强降水过程中使湍流混合作用更强,可产生更多降水,其对大雨及以上量级的降水效率影响最大,局地混合作用对小量级的降水效率影响较大。(3)使用了边界层参数化方案后近地层物理量的日变化较未使用边界层参数化方案时更加明显;而海洋区域各方案均无明显日变化。 展开更多
关键词 气象学 数值天气预报 边界层参数化方案 局地混合 非局地混合 高分辨率数值预报模式
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2018年三个华东登陆台风暴雨数值预报结果的空间检验
10
作者 徐同 杨玉华 +2 位作者 谭燕 殷岳 王琴 《暴雨灾害》 2022年第4期365-374,共10页
采用基于对象的诊断评估方法(MODE)评估上海区域中尺度模式(SMS-WARMS)、欧洲中期天气预报中心高分辨率预报系统(ECMWF)和全球预报系统(GFS)模式对2018年三个华东沿海登陆台风暴雨的空间预报性能,结果表明:(1)MODE空间检验方法相对传统... 采用基于对象的诊断评估方法(MODE)评估上海区域中尺度模式(SMS-WARMS)、欧洲中期天气预报中心高分辨率预报系统(ECMWF)和全球预报系统(GFS)模式对2018年三个华东沿海登陆台风暴雨的空间预报性能,结果表明:(1)MODE空间检验方法相对传统检验方法评估台风降水更具优势,可通过质心距离、面积、轴角等多种空间检验指标给出更多反映模式预报误差的诊断信息,有利于预报员进行预报订正。(2)MODE检验结果显示,SMS-WARMS模式对三个登陆台风50 mm以上强降水的空间预报技巧总体优于ECMWF和GFS全球模式,100 mm以上强降水预报优势更为明显。(3)区域模式对台风降水的预报强度强于全球模式,体现出对台风极值降水预报的优势。(4)SMS-WARMS模式存在对台风强降水预报范围偏大的特征,ECMWF和GFS模式则相反,对强降水预报范围偏小。 展开更多
关键词 台风暴雨 MODE 空间检验 阈值
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数值预报云
11
作者 殷岳 王晓峰 +1 位作者 丁若洋 裴正泽 《气象科技进展》 2017年第6期42-45,共4页
数据值预报云是一个基于国家级业务系统体系,结合全国最强的数值预报研发和业务能力的多家单位的研究成果,采用互联网络为传输途径,爱用大数据以及云技术等先进技术进行共享;同时创建众创平台,实现对数值预报模式以及应用提供持续... 数据值预报云是一个基于国家级业务系统体系,结合全国最强的数值预报研发和业务能力的多家单位的研究成果,采用互联网络为传输途径,爱用大数据以及云技术等先进技术进行共享;同时创建众创平台,实现对数值预报模式以及应用提供持续不断的技术创新力量,气象行业技术创新,行业与行业之间的技术碰撞,大数据之间的技术碰撞,促使我国数值预报等客观预报模式和应用方法的出奇创新;最终将会形成具有气象特色的绿色生态数据平台。 展开更多
关键词 数值预报模式 技术创新 气象行业 客观预报模式 业务系统 研究成果 业务能力 互联网络
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飞机观测资料在航空数值天气预报中的应用技术研究
12
作者 王晓峰 陈葆德 +7 位作者 江勤 张蕾 李佳 杨玉华 许晓林 谭燕 张赟程 王平 《中国科技成果》 2019年第6期15-16,共2页
近年来,极端天气事件,特别是影响飞行安全的危险天气事件频发,这对航空天气预报的精确性、时效性提出了更高的要求;随着航空工业的迅猛发展及民航运控机制的不断优化,天气因素影响航空业效率的比重进一步加大。开展高分辨率航空数值预... 近年来,极端天气事件,特别是影响飞行安全的危险天气事件频发,这对航空天气预报的精确性、时效性提出了更高的要求;随着航空工业的迅猛发展及民航运控机制的不断优化,天气因素影响航空业效率的比重进一步加大。开展高分辨率航空数值预报技术研究,是提高飞行安全水平、降低飞行成本、提高机场管理效率的有效手段。 展开更多
关键词 航空天气预报 预报技术 数值天气预报 观测资料 应用 飞机 极端天气事件 飞行安全
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