| 成果简介:
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华南中尺度模式(CMA-GD)是中国气象局业务准入模式,在行业专项、国自然、泛珠专项等资助下,CMA-GD持续得到发展,模式性能逐年提升。近年来,模式在降水预报、地表风、温、湿等气象要素预报取得显著进步,得到国内外业务台站广泛应用。解决的关键问题主要包括:(1)通过雷达资料快速同化技术改进,提高模式短时效强天气预报;(2)研发半隐式模式预估校正积分、半隐式模式全物理过程同步求解耦合等技术,有效地提高模式稳定性和预报精度;(3)发展适合华南的积云对流、边界层等关键物理方案,明显地提高模式降水等气象要素预报能力;(4)研发复杂地形技术处理、陆面分析和陆面模式技术,明显地减少了模式地面要素预报误差。 与国内外同类模式相比,CMA-GD的技术进步及其创新性主要体现在以下几方面:
(1)短时效强天气,华南中尺度模式预报准确率较高。依托华南地区、特别是广东省沿海先进的雷达组网观测资料,发展了雷达云分析和快速同化技术,有效地改进模式预报初值质量,特别是华南沿海水物质的初始分析质量,为模式预报提供精细的初始场,显著地提高模式降水预报能力。
(2)华南区域模式晴雨预报能力表现特别突出。近年来第三方评估,国家气象中心和各省气象台业务应用评估均表明,华南区域模式晴雨预报能力非常突出,优于全球模式和同类区域模式。主要贡献来源于华南区域模式的云降水方案的研发,开发适合公里级模式的“积云覆盖比”技术,实现了深对流参数化的尺度适应在华南高分辨率模式中的应用,另外根据华南天气特点,基于K理论发展了浅对流参数化方案,重新开发对流触发函数,减少虚假对流发生,有效提高晴雨预报准确率。
(3)华南区域模式暴雨预报技巧相比同类模式优势明显。近年报来第三方评估,国家气象中心和各省气象台业务应用评估均表明,华南区域模式的暴雨预报能力突出,优于全球模式和同类区域模式。主要源于几项关键技术研发,如研发半隐式模式预估校正积分、半隐式模式全物理过程同步求解耦合等技术,有效地提高模式暴雨落区预报的准确率,研发适合华南区域模式的边界层方案,提升了暖区暴雨、局地对流等弱天气的预报能力。
(4)华南区域模式地面要素预报性能稳定。近年报来第三方评估,各地业务应用评估均表明,华南区域模式的地面要素预报误差较小,主要源于研发了包含卫星、雷达的云分析系统,研发了包含海陆面观测的陆面分析系统,以及在区域模式中,不断改进华南区域模式的陆面和近地层参数化方案。近年来,第三方评估提供国内外各家业务模式评估结果表明:逐3小时各量级降水预报评分、T2m和10m风评分,华南区域模式均处于各模式的最前列,累计降水预报,CMA-GD也有较高准确率。 (1)在我国南方防灾减灾中发挥了不可替代的作用,经济效益显著。华南区域模式(CMA-GD)是中国气象局业务准入模式,近年模式性能与同类相比处于前列,在国家气象中心、全国各地台站及广泛应用,效益显著。如2021年5月30日-6月2日暴雨到大暴雨天气,模式提前48小时准确预报出粤东特大暴雨中心,又如预报2022年5月20日至6月21日的龙舟水过程,模式的雨量和落区预报准确,在业务中发挥很好效果。
(2)在重大社会活动气象保障中发挥重大作用。华南中尺度模式也在民航、海洋、军事、水利等部门应用,也多次参与重大社会活动气象保障,如基于华南区域模式(CMA-GD)研发的北京冬奥模式,为北京冬奥会提供了精准的赛区气象预报,研发的专业模式也为光伏、风能等新能源企业提供支撑,取得了巨大的经济效益和社会效益。
(3)提升了我国高分辨模式业务的国际影响力。如基于华南区域模式(CMA-GD),建立专门针对所罗门群岛附近区域,分辨率为3km的模式预报系统,为所罗门群岛太平洋运动会气象服务提供了有力的技术支撑,提升了我国数值预报业务的国际影响力和认可度。
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