風(fēng)暴尺度集合預(yù)報(bào)側(cè)邊界擾動(dòng)技術(shù)研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)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(duì)一些局地發(fā)生的突發(fā)性、轉(zhuǎn)折性天氣過程的預(yù)報(bào)結(jié)果往往失敗，并且對(duì)于較長(zhǎng)時(shí)效的天氣預(yù)報(bào)結(jié)果也總是不理想。這讓人們認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)的單一、確定性預(yù)報(bào)很難描述數(shù)值預(yù)報(bào)本身存在的不確定性。近年來，集合預(yù)報(bào)成為國際上新一代數(shù)值預(yù)報(bào)的發(fā)展技術(shù)，已成為數(shù)值預(yù)報(bào)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(bào)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(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。暴雨預(yù)報(bào)不僅是氣象預(yù)報(bào)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(dòng)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(duì)山東的一次暴雨過程，通過對(duì)水平側(cè)邊界內(nèi)位溫?cái)_動(dòng)項(xiàng)進(jìn)行隨機(jī)擾動(dòng)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(bào)，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(bào)的效果，主要結(jié)論如下： (1)對(duì)水

3、平側(cè)邊界內(nèi)位溫?cái)_動(dòng)項(xiàng)進(jìn)行隨機(jī)擾動(dòng)時(shí)，初始時(shí)刻各個(gè)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(shí)，各變量的離散度在初始時(shí)刻數(shù)值均較大。整體而言，后一種擾動(dòng)時(shí)各變量的離散度均大于前一種擾動(dòng)相應(yīng)變量的離散度。說明對(duì)水平側(cè)邊界方案的擾動(dòng)在模式積分的初始時(shí)刻各集合成員間即存在較大的差異，而對(duì)水平側(cè)邊界的位溫?cái)_動(dòng)項(xiàng)的擾動(dòng)在模式積分初始時(shí)刻，其擾動(dòng)尚未發(fā)展到全場(chǎng)，但是隨模式積分時(shí)間延長(zhǎng)，初始時(shí)刻的擾動(dòng)迅速發(fā)展起來。 (2)在

4、對(duì)水平側(cè)邊界方案進(jìn)行擾動(dòng)時(shí)，當(dāng)集合成員為8個(gè)至9個(gè)時(shí)，集合預(yù)報(bào)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(bào)效果均無法進(jìn)一步改進(jìn)。 (3)通過對(duì)比分析總能量(DTE)、24小時(shí)地面累計(jì)降水、TS評(píng)分及BS評(píng)分，發(fā)現(xiàn)對(duì)側(cè)邊界方案進(jìn)行擾動(dòng)總是優(yōu)于對(duì)水平側(cè)邊界內(nèi)位溫?cái)_動(dòng)項(xiàng)進(jìn)行的擾動(dòng)，說明不同的側(cè)邊界方案的擾動(dòng)在風(fēng)暴尺度集合預(yù)報(bào)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(gè))，適當(dāng)增加集合成員的數(shù)量