地面稠密降水观测资料在GRAPES M eso模式系统中的应用
发布时间：2021-05-22 22:47
随着数值天气预报模式分辨率不断提高,常规观测资料的同化应用难以满足高分辨率数值模式初值需要包含更多中尺度环流信息的要求,大量雷达与近地面观测资料的同化应用是可以满足这一需求的重要途径,其中也包括稠密的自动站地面降水资料。我国现有的地面自动站观测网每天可提供大量高时空分辨率的稠密降水资料,这些资料尚未在数值天气预报模式中得到定量化应用。因此,本文尝试分析研究的问题是如何应用这些稠密降水资料,改进目前高分辨率数值模式的初值质量,以提高短时定量降水预报水平。本文基于我国Global/Regional Assimilation PrEdiction System（GRAPES）高分辨率（3km）区域数值预报模式,从多方面改进了“潜热加热纳近”（LHN）方法在同化地面稠密降水观测资料方面的应用。研究方法包括:（1）提出“暖-潜热加热纳近”同化,以缩短模式的spin-up时间;（2）提出多尺度初始化分析,以延长初始信息的影响时效;（3）采用概率匹配（PM,Probability Matching）集成法,以进一步提高短时定量降水预报技巧。首先,针对中尺度数值预报模式中预报雨带形成滞后问题,设计了一...
【文章来源】：中国气象科学研究院北京市
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 引言
1.1. 高分辨率短时定量降水预报业务需求
1.2. 我国地面稠密降水观测网现状
1.3. 降水资料同化研究进展
1.4. 本文研究目的及方法
1.5. 章节安排
第二章 地面稠密降水观测资料预处理
2.1. 地面观测站降水资料格点化处理
2.2. 格点化降水资料质量控制
2.3. 本章小结
第三章 地面稠密降水资料的同化方法
3.1. 潜热加热纳近方法介绍
3.1.1 潜热加热纳近方法的基本思想
3.1.2 观测降水资料时间分配方案
3.1.3 位温增量廓线的计算
3.2. 相邻格点搜索算法
3.3. 本章小结
第四章 潜热加热纳近方法的敏感性试验
4.1. 物理过程参数化方案组合的优选试验
4.2. 纳近参数的优选试验
4.3. 冷、暖启动潜热加热纳近同化试验
4.4. 本章小结
第五章 稠密降水资料在GRAPES_Meso模式中的同化应用试验
5.1. 数值试验设计
5.2. 个例分析
5.2.1 降水实况
5.2.2 初始场分析
5.2.3 模式短时降水预报分析
5.3. 连续试验检验
5.3.1 月平均降水
5.3.2 降水预报统计检验
5.4. 本章小结
第六章 多尺度初值分析与集成预报方法
6.1. 问题的提出
6.2. 数值试验设计
6.3. 集成成员分析
6.3.1 循环同化降水资料对初始场的影响
6.3.2 尺度滤波对初始场的影响
（1）Shuman-Shapiro空间滤波简介
（2）DF数字滤波简介
（3）尺度滤波对初始场的影响
6.3.3 累积降水分析
6.4. 多尺度初值集成
6.4.1 集成方法简介
（1）简单集合平均法
（2）SVD超级集合法
（3）概率匹配法
6.4.2 集成结果与分析
（1）简单集合平均法
（2）SVD超级集合法
（3）概率匹配法
6.5. 连续试验检验
6.5.1 月平均降水
6.5.2 时间序列-经度降水分布图
6.5.3 降水预报统计检验
6.6. 本章小结
第七章 结论与讨论
7.1. 本文初步结论
7.1.1 潜热加热纳近同化初步结论
7.1.2 多尺度初值分析初步结论
7.2. 目前存在的问题及展望
参考文献
致谢
个人简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]2010年8月环流形势的多模式超级集合预报[J]. 董海萍,张秀丽,郭卫东,闫炎. 应用气象学报. 2013(05)
[2]GRAPESRAFS系统研发[J]. 徐枝芳,郝民,朱立娟,龚建东,万齐林,陶士伟,薛纪善,陈德辉. 气象. 2013(04)
[3]高分辨率模式中积云参数化方案对模拟台风“凡亚比”的影响[J]. 王德立,徐国强. 气象科技. 2012(06)
[4]北京721特大暴雨极端性分析及思考（一）观测分析及思考[J]. 谌芸,孙军,徐珺,杨舒楠,宗志平,陈涛,方翀,盛杰. 气象. 2012(10)
[5]定量降水预报技术研究进展[J]. 宗志平,代刊,蒋星. 气象科技进展. 2012(05)
[6]雷达降水资料一维变分同化研究——湿度廓线调整[J]. 王叶红,崔春光,赵玉春. 气象科技. 2004(05)
[7]数值天气预报业务模式现状与展望[J]. 陈德辉,薛纪善. 气象学报. 2004(05)
[8]基于台站降水资料对不同空间内插方法的比较[J]. 冯锦明,赵天保,张英娟. 气候与环境研究. 2004(02)
[9]国家气象中心集合数值预报业务系统的发展及应用[J]. 李泽椿,陈德辉. 应用气象学报. 2002(01)
[10]观测资料同化与有限区模式初期降水预报[J]. 朱国富. 北京大学学报(自然科学版). 1999(01)
硕士论文
[1]加密自动站资料的质量控制及其变分同化试验[D]. 郭静.南京信息工程大学 2011
本文编号：3201793
【文章来源】：中国气象科学研究院北京市
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 引言
1.1. 高分辨率短时定量降水预报业务需求
1.2. 我国地面稠密降水观测网现状
1.3. 降水资料同化研究进展
1.4. 本文研究目的及方法
1.5. 章节安排
第二章 地面稠密降水观测资料预处理
2.1. 地面观测站降水资料格点化处理
2.2. 格点化降水资料质量控制
2.3. 本章小结
第三章 地面稠密降水资料的同化方法
3.1. 潜热加热纳近方法介绍
3.1.1 潜热加热纳近方法的基本思想
3.1.2 观测降水资料时间分配方案
3.1.3 位温增量廓线的计算
3.2. 相邻格点搜索算法
3.3. 本章小结
第四章 潜热加热纳近方法的敏感性试验
4.1. 物理过程参数化方案组合的优选试验
4.2. 纳近参数的优选试验
4.3. 冷、暖启动潜热加热纳近同化试验
4.4. 本章小结
第五章 稠密降水资料在GRAPES_Meso模式中的同化应用试验
5.1. 数值试验设计
5.2. 个例分析
5.2.1 降水实况
5.2.2 初始场分析
5.2.3 模式短时降水预报分析
5.3. 连续试验检验
5.3.1 月平均降水
5.3.2 降水预报统计检验
5.4. 本章小结
第六章 多尺度初值分析与集成预报方法
6.1. 问题的提出
6.2. 数值试验设计
6.3. 集成成员分析
6.3.1 循环同化降水资料对初始场的影响
6.3.2 尺度滤波对初始场的影响
（1）Shuman-Shapiro空间滤波简介
（2）DF数字滤波简介
（3）尺度滤波对初始场的影响
6.3.3 累积降水分析
6.4. 多尺度初值集成
6.4.1 集成方法简介
（1）简单集合平均法
（2）SVD超级集合法
（3）概率匹配法
6.4.2 集成结果与分析
（1）简单集合平均法
（2）SVD超级集合法
（3）概率匹配法
6.5. 连续试验检验
6.5.1 月平均降水
6.5.2 时间序列-经度降水分布图
6.5.3 降水预报统计检验
6.6. 本章小结
第七章 结论与讨论
7.1. 本文初步结论
7.1.1 潜热加热纳近同化初步结论
7.1.2 多尺度初值分析初步结论
7.2. 目前存在的问题及展望
参考文献
致谢
个人简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]2010年8月环流形势的多模式超级集合预报[J]. 董海萍,张秀丽,郭卫东,闫炎. 应用气象学报. 2013(05)
[2]GRAPESRAFS系统研发[J]. 徐枝芳,郝民,朱立娟,龚建东,万齐林,陶士伟,薛纪善,陈德辉. 气象. 2013(04)
[3]高分辨率模式中积云参数化方案对模拟台风“凡亚比”的影响[J]. 王德立,徐国强. 气象科技. 2012(06)
[4]北京721特大暴雨极端性分析及思考（一）观测分析及思考[J]. 谌芸,孙军,徐珺,杨舒楠,宗志平,陈涛,方翀,盛杰. 气象. 2012(10)
[5]定量降水预报技术研究进展[J]. 宗志平,代刊,蒋星. 气象科技进展. 2012(05)
[6]雷达降水资料一维变分同化研究——湿度廓线调整[J]. 王叶红,崔春光,赵玉春. 气象科技. 2004(05)
[7]数值天气预报业务模式现状与展望[J]. 陈德辉,薛纪善. 气象学报. 2004(05)
[8]基于台站降水资料对不同空间内插方法的比较[J]. 冯锦明,赵天保,张英娟. 气候与环境研究. 2004(02)
[9]国家气象中心集合数值预报业务系统的发展及应用[J]. 李泽椿,陈德辉. 应用气象学报. 2002(01)
[10]观测资料同化与有限区模式初期降水预报[J]. 朱国富. 北京大学学报(自然科学版). 1999(01)
硕士论文
[1]加密自动站资料的质量控制及其变分同化试验[D]. 郭静.南京信息工程大学 2011
本文编号：3201793
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/qxxlw/3201793.html
