風(fēng)暴尺度集合預(yù)報側(cè)邊界擾動技術(shù)研究.pdf

1、隨著計算機技術(shù)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(zhuǎn)折性天氣過程的預(yù)報結(jié)果往往失敗，并且對于較長時效的天氣預(yù)報結(jié)果也總是不理想。這讓人們認(rèn)識到傳統(tǒng)的單一、確定性預(yù)報很難描述數(shù)值預(yù)報本身存在的不確定性。近年來，集合預(yù)報成為國際上新一代數(shù)值預(yù)報的發(fā)展技術(shù)，已成為數(shù)值預(yù)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(yù)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(zāi)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(yù)報不僅是氣象預(yù)報人員所關(guān)心的問題，也是廣大人民群眾十分關(guān)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(cè)邊界內(nèi)位溫擾動項進(jìn)行隨機擾動和利用不同的側(cè)邊界方案所構(gòu)造的成員進(jìn)行集合預(yù)報，并分析了在模式積分過程中結(jié)構(gòu)變化、演變特征及集合預(yù)報的效果，主要結(jié)論如下： (1)對水

3、平側(cè)邊界內(nèi)位溫擾動項進(jìn)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(cè)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(yīng)變量的離散度。說明對水平側(cè)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(cè)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(cè)邊界方案進(jìn)行擾動時，當(dāng)集合成員為8個至9個時，集合預(yù)報成員數(shù)達(dá)到飽和，之后無論如何增大集合成員數(shù)，其預(yù)報效果均無法進(jìn)一步改進(jìn)。 (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(cè)邊界方案進(jìn)行擾動總是優(yōu)于對水平側(cè)邊界內(nèi)位溫擾動項進(jìn)行的擾動，說明不同的側(cè)邊界方案的擾動在風(fēng)暴尺度集合預(yù)報中更重要。 (4)在集合成員數(shù)量的合理范圍內(nèi)(即集合成員數(shù)上限為8-9個)，適當(dāng)增加集合成員的數(shù)量