数值模式的科学发展.ppt

1、,数值模式的科学发展,宇 如 聪,2006年9月26日,报告内容,一、数值模式的重要作用 二、中国数值模式发展存在的问题 三、数值模式的科学发展,数值模式是天气预报不可缺少的和气候预测最具潜力的工具。 数值模拟是加强对天气和气候系统演变规律认识所不可替代的工具，是提高理论认识的重要途径。 数值模式丰富的诊断产品为拓展气象服务提供了重要支撑。,数值模式的重要作用,数值天气 预报模式 系统,耦合气候 预测模式 系统,设备、观测、资料、人才,数值模式,发展需求,完善的数值模式是广大气象及其相关工作者共同奋斗而长期希望的但“永远”无法实现的理想目标。可是气象事业的发展就是在追求实现这个目标的过程中进行

2、的，围绕减小数值模式的不确定性问题对气象事业各方面的发展有重要的牵引和推动作用。,二、中国数值模式发展存在的问题,到目前为止，我国的业务数值预报模式系统仍然是以引进国外为主！我国天气预报所用的数值预报产品仍然以国外的模式结果为主！我国自主发展的数值模式中几乎没有针对我国特殊气象问题的物理过程！我国数值模式的资料同化能力很低！,体制上的问题,计件式科研评价体系，难于稳定模式研发队伍，难于建立完整的模式队伍。 人才流动难，难于形成有效的合作。 缺乏稳定的经费支持，不能保持模式发展必须遵循的持续发展。 本位主义和单位保护主义严重，制约了国家整体数值模式发展水平和数值模式对国家应发挥的贡献。,发展理念

3、上的问题,重“数学”、 轻“物理”、更轻“观测” 资料应用于模式的水平低 不能真正认识模式发展的复杂性，把模式发展简单地理解为编程序，选方案。 模式发展没有继承性，低级重复，缺乏合作意识，乐于“自主创新”，精雕细刻的功夫不够。,三、数值模式的科学发展,数值模式是数值求解基于有限认识基础上建立的描述大气（海洋等）演变规律的近似理论模型。模式结果有很大的不确定性。只有随着观测的不断完善和对观测资料的深入分析，逐步提高对大气（海洋等）演变规律的认识和对其初始状态的全面正确掌握，数值模式的准确率才会持续改进和提高。,The largest Ocean in the East,The most comp

4、licated coastal landform in the south,The largest and rugged Plateau in the West,我国气象问题更为复杂,中国气象的许多特殊问题，比如青藏高原的许多具体问题，中国许多独有的天气和气候，没有可搬的理论和方法，只有自主创新才能解决，但只有功夫到了，创新才能出现。中国数值模式发展必须针对我们自身发展中的关键问题深入思考，脚踏实地从细节做起，形成整体的持续创新发展能力。,新型业务体制下数值模式发展的原则：,关注需求，丰富产品 统筹安排，集约发展 结合观测，加强评估 掌握性能，科学理解 针对问题，重点突破 上下互动，开放发展,

5、多轨道 集约化 研究型 开放式,体制改革推进集约发展,重组数值模式创新基地，加强部门内部的配合和协作，改进和完善评价体系，稳定模式研发队伍。 中国气象局持续稳定地对数值模式创新基地给予经费支持，促进数值模式的持续发展。 建立开放式合作平台，积极针对模式发展中的关键问题开展合作，推进国家整体数值模式发展水平。,（1）结合中国地区或东亚地区的天气气候特点，以持续稳定发展全球数值模式为重点，兼顾发展区域数值模式，不断提高资料同化水平，掌握数值模式各个环节的最新理论和技术。 （2）组织开展全球模式和各区域模式的评估分析，定期组织召开模式评估交流会，收集讨论下级单位对模式的评估和改进意见，并根据评估分析

6、结果完善数值模式。在模式改进升级后及时将改进的内容和结果下发。 （3）组织指导有关区域中心和省气象局开展区域中小尺度模式和拓展的专业数值模式的应用和改进。 （4）组织开展针对关键物理过程的观测试验。,国家级单位：,目前全球数值模式发展相对落后已严重制约了区域数值模式的发展！,（1）选择一个适合本地区域特点的区域数值模式，结合业务需求，基于对本区域气象特点的认识、理解、探索和开发，以国家全球中期业务数值模式的同化初始场和预报场提供初值和边值，围绕模式评估，开展区域中小尺度模式和拓展的专业数值模式的应用和改进。 （2）针对国家级发布的数值预报产品（包括全球天气和短期气候预测模式结果）在本区域的表现

7、情况，及时总结上报评估结果。提出已认识的关键问题和改进意见。 （3）有条件的区域中心可开展区域气候模式的试验研究，主要是立足掌握本地区的区域气候特点，增强诊断分析和统计分析的能力。可参考国家气候中心的预测结果，结合有关本区域气候对全球气候变化和大尺度气候变化的响应和反馈机制的研究成果，细化本区域的预测结果。,区域中心和有条件的省气象局：,通过比较发现问题 细致分析寻找根源 增强认识改进模式,围绕数值模式评估 科学完善数值模式,模式评估的指导思想是要充分结合可获取的观测资料，分析、认识和理解模式的能力和不足，要基于对关键问题的理解，就模式中的相关内容进行修改和完善，模式的任何改进都要以提高模式能力为目的。,数值模式评估及其发展需要有模式研发人员、应用模式的科研和业务人员以及资料管理和分析人员等气象行业各方面人员的共同参与。数值模式的发展平台必须是开放的，方便于多方面人员的广泛参与。任何自我封闭的系统都是难于长久的。我国数值模式发展的主要问题是认识问题，是发展思路问题，即对模式评估、开放合作重要性的认识问题。,模式发展要开放式,数值模式已是天气预报不可或缺的主要工具。国外气象领域大的研究或业务中心几乎都有一个重要工作目标在围绕评估和改进数值模式展开。围绕数值模式评估而进行的观测-研究-