中尺度模式试用情况.doc

中尺度模式试用情况一、 模式简介由“973中国暴雨项目”提供我省使用的中尺度区域数值模式，其动力框架采用了曾庆存先生设计的唯一能构造出完全能量守恒时空差分格式的数学模型。模式具有很好的计算稳定性。考虑到地形对天气和气候的影响是很复杂的，模式采用了目前国际上最先进的计算方法和处理技巧：坐标；静力扣除；有效地解决了复杂地形所带来的计算问题，使得模式能较好地考虑真实地形的作用。h坐标的表达式为，h=hs, 其中，hs=(pref(Zs)-pt)/ (pref(Zb)-pt) 。h坐标保留了坐标的优点，下边界条件简单，而克服了坐标的缺点，使坐标面为准水平。模式垂直分层25层，水平网格采用E网格，水平格距为37KM。对水汽平流方程采用了适合我国计算机条件的简单而有效的保形正定平流差分方案，并解决了在E网格中的应用问题，避免了大多数模式中常出现的负水汽现象或平滑耗散过强现象，保证了模式对降水范围、降水强度和暴雨中心位置有更好的预报。变量在网格上的分布形式采用了较合理的交错分布方法，并对重力波在网格上的分离，设计了有效的计算方法。模式考虑了影响短期天气演变的主要物理过程，设计思想以简单有效为宗旨。主要包括非局地边界层参数化等。气象观测资料的收集、处理和质量控制，是数值天气预报业务系统不可缺少的组成部分，也是数值天气预报业务开展的基础。模式采用了自行设计完成的一套常规气象资料预处理和质量控制的业务方案。该方案经过多年试用表明，方案设计合理，自动化程度高，运行稳定，适应性好，资料处理和纠错能力强。观测资料质量控制的作业流程包括读入测站字典，计算测站网格坐标，测站三角形联网，读入测站观测资料，作资料合理性检查和资料错情订正等。模式气象场客观分析方案的特点主要有：以全球中期数值预报场为背景场，充分利用全球四维同化和模式预报所提供的气象场信息；采用Guassian距离权重函数作为客观分析的权重函数，使分析场能较好地反映气象系统的中尺度特征；考虑风场和位势高度场的相互制约关系，使风场和位势高度场的分析更为协调；采用以测站为中心的扫描方法，提高客观分析的计算速度。程序结构为分解式，便于吸收新的物理方案，显式分解的时间积分方案，提高了计算速度。模式范围、位置、分辨率和积分时间等的改变较灵活。适合各种计算平台，计算速度快，对硬件的要求低如普通微机、工作站都可，适应性强。二、 工作流程模式采用的工作流程如下图所示。在图中红色部分表示模式的三个主要处理阶段：模式的前处理、模式的主运行程序和模式的后处理。其中的灰色表示在不同阶段中的工作详节。这种按模块设计的系统结构便于在实际业务中的运行和管理，有利于系统各部分的优化和完善。三、试用情况安徽省气象局成立了由科研所和气象台管理和业务人员组成的试验小组，由科研所承担试验前的技术准备工作，气象台承担具体的试验和业务化工作。并为此门配备了计算机，用于接口的数据处理和每天的实时运算。我们从今年5月29日开始进行业务试验工作。每于上午10：55开始采集报文资料，将9210气象卫星通信工程下发的资料，整理成模式运行所特需的格式。上午11：00进行模式计算工作，在P4 1.8G的计算机上约需计算1.5小时。下午13：00进行数据合成，将计算结束，按MICAPS数据格式，分别生成1小时、3小时、12小时和24小时的雨量预报产品，上网供预报人员和服务人员使用。下午14：30进行数据备份，以防数据丢失。今年安徽省的梅雨时段，模式与实况的对比分析为2002年6月18日至6月 28日。详细的对比图形见PowerPoint材料和附录。模式的预报情况，总体上感觉比较好，尤其是主雨带的位置和南北摆动的预报非常令人鼓舞。对比试验的主要结论如下：l 对于大降水区域的起报比较好。例如18日无主雨带，19日主雨带北移造成的沿江江南入梅的暴雨过程。22日主雨带由我省南部到北部的快速移动，造成沿淮淮北的暴雨、大暴雨过程。，26日全省基本无降水，27日沿淮淮河以南的暴雨、大暴雨天气过程。l 主雨带的位置预报情况比较好。强中心的位置预报不很稳定，但也有极好的预报个例，如20日、22日。l 主雨带位置预报的连续性比较好，例如12小时的区域预报基本稳定。l 0 - 24小时的预报效果比 12 36 小时的预报效果要好得多。l 在降水区域不集中时，无论是主雨带位置，还是中心强度预报效果都不理想。根据今年的试用，我们认为AREM模式本身在应用方面，由于运行所需的软硬件条件不高，现有大多数计算机的运算速度都有可以满足实时业务需求，因