次季节-季节-年际尺度一体化气候模式预测业务系统（CMA-CPSv3）
| 成果评价编号：
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中气科成评[2022]003
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| 评价结果：
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优秀
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| 成果名称：
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次季节-季节-年际尺度一体化气候模式预测业务系统（CMA-CPSv3）
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| 完成单位：
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国家气候中心、南京大学、清华大学、南京信息工程大学、国家气象信息中心
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| 成果形式： |
应用研究和技术开发类-系统
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| 研究领域： |
气候与气候变化
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| 评价年份： |
2020
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| 完成人： |
吴统文、刘向文、李巧萍、路屹雄、颉卫华、张耀存、薛巍、李伟平、王在志、房永杰、姚隽琛、梁潇云、颜京辉、程彦杰、聂肃平、张洁、辛晓歌、张莉、张芳、刘一鸣、张艳武、史学丽、吴方华、李江龙、储敏、魏敏、周文艳、刘茜霞、黄安宁、张录军、李煜斌、周洋
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| 成果简介：
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“十三五”期间，在国家重点研发计划项目资助下，自主研制了新一代全球高分辨率气候系统模式BCC-CSM2-HR，改进多个物理过程参数化方案，成功解决了与垂直分辨率和平流层有关的科学问题，有效缓解了“双赤道辐合带”问题，模式分辨率和整体性能达到国际先进模式水平；实现了多圈层耦合同化技术在气候预测业务中从无到有的研发应用；研制了集合预测方法，建立了第三代次季节-季节-年际尺度一体化气候模式预测系统（CMA-CPSv3），预测能力较上一代系统明显提高，对我国东部夏季降水、亚洲季风环流等的预测性能达到国际领先水平。2021年10月，CMA-CPSv3被科技部遴选推荐参加了国家“十三五”科技创新成就展。
（1）研发了新版本全球高分辨率气候系统模式BCC-CSM2-HR，为CMA-CPSv3提供了性能优良的预测模式：模式水平分辨率从“十二五”期间的120公里提高到45公里，垂直从26层提高到56层，模式顶从2.9百帕提升至0.1百帕，与国际先进模式相当；成功解决了与垂直分辨率和平流层过程相关的科学问题，发展改进边界层、对流、重力波、气溶胶等多个物理过程参数化方案，很大程度上解决了国际上模式普遍存在的热带降水双辐合带问题、平流层QBO模拟能力问题等，模式整体性能得到显著提升。多项研究成果在GMD、JAS等国际高影响期刊发表，单篇引用超过200次，在国际上产生了重要影响。该模式参加了CMIP6比较计划，整体性能达到国际先进水平，对东亚季风气候的模拟能力较国际上同等分辨率模式有明显优势。
（2）研制气候系统多圈层耦合同化方法，解决了高分辨率模式耦合框架下的同化方案可靠性、多分量多源资料同化协调性、耦合同化计算稳定性等关键技术问题，构建了性能优良的多圈层耦合同化系统，为CMA-CPSv3提供协调可靠的模式初值，实现了耦合同化技术在气候预测业务中从无到有的研发应用，研究成果在高影响期刊JAMES发表。耦合同化系统的海温同化效果明显优于上一代海洋同化系统BCC-GODAS2以及国际知名的SODA、NCEP-GODAS海洋同化系统。
（3）将随机物理倾向扰动方法成功引入高分辨率模式，针对次季节-季节和季节-年际尺度研制了不同的集合预测方案，建立了第三代气候模式预测业务系统CMA-CPSv3，使我国成为少数基于多圈层耦合模式开展次季节-季节-年际尺度一体化预测的国家。CMA-CPSv3通过了中国气象局预报与网络司组织的评审验收。评审专家组认为：“CMA-CPSv3达到了欧、美、日等国际同类预测模式系统先进水平，对我国东部夏季降水以及影响我国气候的亚洲季风指数等的预测性能达到了国际领先水平”。
经中国气象局预报与网络司发文批准，CMA-CPSv3已于2021年3月投入准业务运行，实时开展次季节和季节气候预测业务，产品在国内外广泛应用，产生了明显社会效益和国际影响。主要体现在：
（1）CMA-CPSv3预测产品已在全国气象部门推广应用，是开展常规延伸期、月、季尺度气候预测业务的主要参考依据。CMA-CPSv3 为近年来国家气象防灾减灾决策以及2022年北京冬奥会/冬残奥会等重大活动提供了气象服务保障。
（2）CMA -CPSv3 参与了第二阶段国际S2S计划，大量预测试验数据被国内外用户广泛下载使用，提升了我国气候业务模式的国际影响力。
（3）研发的BCC-CSM2模式参与了第六次耦合模式国际比较计划（CMIP6），数据产品在国内外得到大量下载使用，相关成果应用于IPCC第六次评估报告。据CMIP6网站统计，BCC-CSM2模式数据被引用次数目前位居全球参与CMIP6的110多个模式的第5位，在气候变化研究领域产生重要国际影响。
CMA-CPSv3成果被科技部遴选推荐参加了2021年10月的国家“十三五”科技创新成就展，《科技日报》进行专题报道，引起广泛关注，产生强烈社会反响。
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