風暴尺度集合預報側邊界擾動技術研究.pdf

1、隨著計算機技術的發(fā)展，模式逐漸提高，人們可以更精確地描述地形及較小尺度的天氣變化。但是，它仍然不能滿足人們的要求，尤其是對一些局地發(fā)生的突發(fā)性、轉折性天氣過程的預報結果往往失敗，并且對于較長時效的天氣預報結果也總是不理想。這讓人們認識到傳統(tǒng)的單一、確定性預報很難描述數(shù)值預報本身存在的不確定性。近年來，集合預報成為國際上新一代數(shù)值預報的發(fā)展技術，已成為數(shù)值預報發(fā)展中的重要組成部分。它的主要目的就是為了解決數(shù)值預報模式中的不確定性問題。

2、 暴雨是我國夏季多發(fā)的一種災害性天氣，每年都造成了不同程度的財產(chǎn)損失和人員傷亡。暴雨預報不僅是氣象預報人員所關心的問題，也是廣大人民群眾十分關心的問題。許多重大的活動事先都必須考慮氣象方面的因素，以便做出合理的決策。 本文針對山東的一次暴雨過程，通過對水平側邊界內位溫擾動項進行隨機擾動和利用不同的側邊界方案所構造的成員進行集合預報，并分析了在模式積分過程中結構變化、演變特征及集合預報的效果，主要結論如下： (1)對水

3、平側邊界內位溫擾動項進行隨機擾動時，初始時刻各個變量的離散度均為零，之后離散度迅速增大，而利用不同的側邊界方案時，各變量的離散度在初始時刻數(shù)值均較大。整體而言，后一種擾動時各變量的離散度均大于前一種擾動相應變量的離散度。說明對水平側邊界方案的擾動在模式積分的初始時刻各集合成員間即存在較大的差異，而對水平側邊界的位溫擾動項的擾動在模式積分初始時刻，其擾動尚未發(fā)展到全場，但是隨模式積分時間延長，初始時刻的擾動迅速發(fā)展起來。 (2)在

4、對水平側邊界方案進行擾動時，當集合成員為8個至9個時，集合預報成員數(shù)達到飽和，之后無論如何增大集合成員數(shù)，其預報效果均無法進一步改進。 (3)通過對比分析總能量(DTE)、24小時地面累計降水、TS評分及BS評分，發(fā)現(xiàn)對側邊界方案進行擾動總是優(yōu)于對水平側邊界內位溫擾動項進行的擾動，說明不同的側邊界方案的擾動在風暴尺度集合預報中更重要。 (4)在集合成員數(shù)量的合理范圍內(即集合成員數(shù)上限為8-9個)，適當增加集合成員的數(shù)量