气象科技管理信息系统

气象科技管理信息系统

当前位置:首页 / 科技成果 / 成果展示 / 正文阅读

行业专项成果综述-登陆台风的风雨短临预报技术研究

发布者:张洁   来源:   发布时间:2017/6/29 14:45:53   标签:   浏览次数:1062

项目编号GYHY201006007

研究周期20109月—20139

国拨经费214万元

项目负责人】赵坤

项目骨干成员】汤剑平、郁凡、明杰、舒守娟、葛文忠、钱传海、许映龙、张进、马雷鸣、李泓、王栋梁、冀春晓、林惠娟、潘劲松、赵放、杨军、周玲丽

项目承担单位】南京大学

项目协作单位】国家气象中心、中国气象局上海台风研究所、浙江省气象科学研究所、浙江省气象台

主要研究成果

1.登陆台风的雷达监测和预警系统

多普勒雷达是唯一能够观测到近海台风内核区精细三维风雨结构的观测手段,是登陆台风监测的主要工具。本项目首先针对登陆台风的风雨结构的监测问题展开研究,基于地基多普勒雷达观测发展了一系列的台风风雨结构反演技术,包括自适应的台风中心定位方法、梯度轨迹显示方法(GrVTD)、改进的地基雷达速度轨迹显示方法(MGBVTD)、台风环流的雷达回波追踪交叉相关方法(T-TREC)和复杂地形下的自适应雷达定量降水估测调整方法。新开发的这些方法在原有方法的基础上进行改进,明显地提高了台风风雨结构的估计精度,定量评估检验表明新方法的估测精度较原有方法精度提高超过5%。基于上述新方法,本项目构建了“登陆台风雷达监测和预警系统”,该系统利用这些新方法生成登陆台风的实时位置、台风环流结构、台风定量降水估计等定量分析产品和降水短临外推预报产品(具体流程见图1)。该系统所提供的产品极大地提高了登陆台风灾害的监测能力,并为登陆台风的短时预警和预报提供依据。

2.多普勒雷达资料同化技术

基于多普勒雷达观测,利用三维变分方法,集合卡尔曼滤波方法和混合同化等方法,发展适用于台风环流特征的雷达资料同化方法,获取较优的循环同化方案。项目组在变分同化方案的基础上增加了适合台风特征的物理约束,包括梯度风平衡约束和质量守恒约束。发展了雷达资料间接同化方案,即先通过反演方法获取台风主要环流结构,之后利用同化系统将其同化到高分辨率数值模式。本项目的研究表明,雷达资料的间接同化有利于台风环流的建立,尤其是T-TREC反演风的同化可能将台风的预报时效提前数个小时,从而获得更长的预报时效,有助于提高台风的防灾减灾。进一步结合雷达资料间接和直接同化方法能够获得最优的分析和预报效果,并将这些同化技术应用于登陆台风的同化和预报系统。

3.登陆台风的多源资料同化和短临预报系统

利用上述发展的同化方法,构建了以多普勒雷达资料同化为核心的多源资料同化和预报系统,利用WRF模式和ARPS 3DVAR模块进行实时的资料同化和短临预报。在模式运行中实时同化综合气象观测网中获取的探空和地面常规观测、多普勒雷达观测的径向速度和反射率因子、台风的最佳路径数据和雷达反演的台风环流(分析流程见图2)。进一步将模式预报和雷达外推预报进行融合,提供0-12小时的无缝隙全陆台风风雨预报。该系统所提供的登陆台风短临预报结果能够明显提高台风的风雨预报能力。

成果应用情况

1.登陆台风的雷达监测和预警系统

登陆台风的雷达监测和预警系统已在上海台风研究所和国家气象中心进行3年以上的准业务或业务运行,并且通过Micaps系统发布图像产品。该系统所提供的登陆台风风雨分析产品,可以用于台风的登陆过程中的监测和预警当中,为台风的防灾减灾提供了良好的技术支撑。业务应用的检验表明,系统中所采用的新方法较原有方法在精度上提高超过5%

2.多普勒雷达资料同化技术

通过登陆台风的多源资料同化和短临预报系统的运行,检验多普勒雷达同化技术,已证明具有较好的应用效果。

3.登陆台风的多源资料同化和短临预报系统

登陆台风的多源资料同化和短临预报系统在国家气象中心进行了3年的业务试运行,并与欧洲中心和NCEP资料的预报进行对比,定量的评估表明同化和预报系统的0-12小时路径预报误差远小于两者的误差,精度提高超过20%;而强度预报的误差在0-24小时预报中均远小于采用欧洲中心和NCEP资料的预报结果,误差减少约20%。定量的评估结果充分说明了该系统的应用效果。

 

设为首页 | 加为收藏 | 网站介绍 | 联系我们
版权所有:中国气象局  网站维护:中国气象局气象干部培训学院
业务咨询:010-68406632 技术支持:010-68406578/68409227
地址:北京市海淀区中关村南大街46号 邮编:100081 EMAIL:kjgl@cma.gov.cn 京ICP备 15008089号-2
访问次数[3269578] 当前在线[0]