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湖南省有限区域数值天气预报系统研究与初步实现

李伟  
【摘要】: 近年来,随着气象学、物理学、计算机和计算数学等学科的迅速发展,数值天气预报技术取得了巨大的成功。数值预报的准确率稳步上升,短期预报已明显优于主观预报,可用形势预报的时限已达7天,预报内容也从单纯的形势预报发展到各种气象要素和天气现象的预报。作为定时、定点、定量预报最根本的方法,数值天气预报已成为制作中、短期天气预报的主要技术手段。 本文在研究国内外数值天气预报最新成果的基础上,紧密结合实际应用和具体的计算资源和环境,对建立湖南省有限区域数值天气预报系统进行了初步探索,具体工作包括: 提出了由通信、中期数值预报、有限区域预报、中尺度数值预报数据库、数值预报产品图形图像处理、预报产品释用和统计检验六个分系统组成湖南省数值天气预报系统的总体设计方案。该方案实现了中期数值预报模式T106与中尺度数值预报模式MM5的异模式嵌套,能每隔3小时置换中尺度模式的侧边界,并且在现有通信条件下,能确保数值天气预报的实时性要求。 有限区域模式设计为两部分,低分辨率全球模式和高分辨率区域模式。这两部分采用相同的垂直结构和物理过程,都用球谐函数作为水平基本函数。区域部分的预报偏差来自全球模式部分的预报,在区域范围内,半隐式时间格式、时间滤波、初始化和水平扩散的应用都与偏差有关。 对中期数值天气预报模式、全球气象资料客观分析和四维同化方案,以及MM5模式的双向嵌套方案进行了详细设计。采用初步建立的湖南省有限区域数值天气预报系统,我们对1999年的几次重点过程做了试报,预报效果良好,表明湖南省数值天气预报系统的设计是科学、合理的。


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