GRAPES区域集合预报初值扰动增长特征

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• 论文作者：王婧卓 ; 陈静 ; 庄照荣 ; 张涵斌 ; 王静
• 年：2017
• 作者机构：中国气象科学研究院;国家气象中心;北京城市气象研究所;
• 论文关键词：区域集合预报 ; GRAPES模式 ; 初值扰动结构 ; 扰动增长特征
• 会议召开时间：2017-09-27
• 会议录名称：第34届中国气象学会年会 S1 灾害天气监测、分析与预报
• 语种：中文
• 分类号：P456.7
• 学会代码：ZGQX
• 会议名称：第34届中国气象学会年会
• 会议地点：中国河南郑州
• 主办单位：中国气象学会
• 学会名称：中国气象学会
• 页数：3
• 文件大小：2769k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

基于GRAPES-REPS(Global and Regional Assimilation and Prediction Enhanced System-Regional Ensemble Prediction System)区域集合预报模式和集合变换卡尔曼滤波初值扰动方法(Ensemble Transform Kalman Filter,ETKF),对2015年6月1-15日10km与15km水平分辨率分别进行集合预报试验,通过分析ETKF初值扰动分量、初值扰动方差准确率、动能谱、扰动能量演变、日变化及集合离散度、均方根误差等特征,揭示GRAPES-REPS区域集合预报ETKF初值扰动结构及增长特征。结果表明,1)ETKF初值扰动方案产生的扰动能够保持所有正交、不相关方向的误差方差,且ETKF分量α参数值及放大因子具有较好的稳定性。2)ETKF初值扰动方法生成的扰动场以大尺度扰动为主,扰动结构及能量具有随流型依赖特征,低层以内能扰动为主,高层以动能扰动为主,且集合扰动可以有效捕捉预报误差的结构。3)GRAPES区域集合预报初值扰动总能量和集合离散度随预报时效的延长均呈发展趋势,但离散度增长率小于均方根误差增长率,即集合预报总体存在集合离散度不足的问题。4)水平分辨率提高可以增加中高层大尺度扰动波谱能量,明显改进等压面及近地面风场及温度场的集合预报效果。值得指出的是,GRAPES-REPS区域集合预报低层内能扰动能量存在明显的日变化特征,特别是青藏高原地区更加显著,需要进一步研究青藏高原初值扰动结构的合理性。

引文