數值預報:有效提高數值天氣預報模式精度

2020-12-06 中國氣象局

中國氣象報記者盧健

    GRAPES未來20年的發展規劃將著重於「風雲」衛星資料同化。
    根據GRAPES的2020年至2040年發展計劃,全球同化預報系統模式水平解析度將高於5千米(歐洲中期天氣預報中心2025年目標是5千米),模式頂層將達到80千米或更高;區域水平解析度將高於1千米(2016年英國氣象局水平解析度達到1.5千米)。
    要實現這一目標,數值預報模式所需要的觀測信息要同步發展。換言之,需要發展相應的探測儀,如動力場探測意味著對雷射雷達等的需求,大氣成分探測則需要高光譜紅外探測儀等衛星載荷。   
    如今,「風雲四號」新搭載的垂直探測儀將實現對我國及周邊地區1小時一次的大氣溫溼分布的垂直探測,彌補現有地面探空站點稀少、時間頻次有限的不足,提高數值天氣預報特別是區域數值預報的精度,進一步提高短期臨近預報的精度。「風雲四號」提供的雲、水汽等監測產品,同樣可以作為數值預報模式的輸入,有效提升對大氣雲雨及動力過程的模擬精度。
    同時, 國家氣象中心數值模式研發室副主任韓威建議,「風雲四號」需要探索一種新機制,實現數值預報與觀測系統的互動,在衛星發射前就建立未來觀測系統與當前數值預報同化系統的接口。

(責任編輯:王若嘉)

相關焦點

  • 天氣預報:如何有效應用數值產品
    正視數值預報的誤差問題  數值天氣預報是根據大氣實際情況,在一定初值和邊值條件下,採用數值計算的方法,求解描寫天氣演變過程的流體力學和熱力學方程組,預報未來天氣的方法。  20多年來,數值預報的能力大幅提高,其對環流場預報的準確度已經遠遠高於預報員預報的準確度,但是對天氣要素,特別是對災害性天氣的預報,與防災減災的要求和預報精細化的要求距離甚遠,其主要原因是:觀測資料的準確性和觀測資料的有效利用率不高,模式物理過程的真實性、模式對複雜地形的逼真描述不夠,使得數值預報產品依然並將在長時間存在不確定性。
  • 數值天氣預報(GRAPES)發展規劃
    近年來數值天氣預報模式、氣候模式的物理過程越來越複雜,各圈層及其相互作用更加全面,模式中使用的各種物理過程及其相互作用越來越細,越來越強調深入結合觀測資料研究評估模式的動力物理過程,尤其是雲微物理過程。(3)變分與集合卡爾曼濾波混合或者集合-變分的新同化技術得以發展,遙感資料得到更廣泛的使用,特別是有雲區衛星遙感資料在數值預報中的有效應用。
  • 數值天氣預報背後的故事
    在數值天氣預報的背後,有這樣一個人日復一日無聲地奉獻著,見證著重慶市數值天氣預報精度不斷提高。他就是中科院重慶綠色智能技術研究院高性能計算應用研究中心高級工程師孫啟龍。自2012年加入中科院重慶綠色智能技術研究院從事超級計算應用服務工作,他便和數值天氣預報結下了不解之緣。
  • 氣象錦囊——人工智慧賦能數值天氣預報
    天氣況狀瞬息萬變,令人難以捉摸,精準的天氣預報可為人們的生產生活提供科學準確的決策指導和服務,因此,最大限度的準確預測天氣一直是人們的不懈追求。數值天氣預報的誕生曾經給天氣預報領域帶來跨越式的發展,它是以氣象觀測資料為初值條件,通過巨型計算機進行數值計算,再用流體力學和熱力學的方程組進行求解,進而預測未來一定時段的大氣運動狀態。
  • 數值天氣預報的前世今生
    時移勢易,我們現今邁進了數值天氣預報時代,得益於這一預報技術的進步,全國24小時晴雨預報準確率已達87%,暴雨預警準確率提高到88%。春有百花秋有月,夏有涼風冬有雪……時序更替雖有規律,但也經常「天有不測風雲」。
  • 數值天氣預報——現代天氣預報的基石
    事實確實如此,2018年全國24小時晴雨預報準確率已達87%,暴雨預警準確率提高到88%。為什麼天氣預報能達到這樣一個水平呢?這主要得益於數值天氣預報的不斷發展。可能大多數人對數值天氣預報比較陌生,下面就為您揭開數值天氣預報的神秘面紗。
  • 數值天氣預報:靜悄悄的革命
    這是數值天氣預報發展的理論基礎。1950年,在普林斯頓最早嘗試了使用第一臺電子計算機進行天氣預報(更準確的說是事後模擬預報);1954年在斯德哥爾摩則第一次進行了實時預報,但是距離日常所需的天氣預報仍有很大差距。
  • 加強資料分析和用好數值預報產品是提高天氣預報準確率的有效途徑
    加強資料分析和用好數值預報產品是提高天氣預報準確率的有效途徑 來源:中國氣象報社   發布時間:2008-11-04 天氣圖分析方法雖然存在不少缺點,但也有些長處是數值預報方法所不能替代的:比較直觀,便於綜合分析各種氣象要素;不管事先是否做出預報,大部分事後都能從天氣圖上找出產生的原因及環流背景,這大大有利於事後總結,得出經驗和教訓。  近10年來提出天氣預報要以數值預報為基礎,這一提法很好,但我認為在運行過程中,預報員做天氣預報時有過於依賴數值預報的傾向,不能充分調動主觀能動性。
  • GRAPES:中國數值天氣預報的新平臺
    經過半個多世紀的發展,數值天氣預報已經成為天氣預報的基礎,也是氣象現代化建設的重要標誌之一。目前,先進的數值預報系統已有能力對未來7~9天內全球天氣變化概貌作出可信的預報。數值預報模式還被應用於小至空氣品質的預報、大至全球氣候變化模擬與預估等多個方面,從而對地球與環境科學以及計算機科學的發展起到了推動作用。
  • 寧波空管站舉辦數值天氣預報模式技術與產品釋用培訓班
    為提高寧波空管站氣象人員對數值天氣預報模式產品的運用程度,進一步提升航空氣象服務質量和科研寫作水平,寧波空管站氣象臺邀請了民航局空管局氣象中心數值預報專家、高級工程師梁愛民授課,氣象臺相關領導及全體預報員和觀測員參加此次培訓。
  • 「今日氣象」十六大成就片——數值天氣預報
    數值天氣預報也是利用數學方程對天氣變化的模式進行仿真運算的。  迄今為止,數值預報模式已達到上百種,用於業務預報的模式也達三十多種。但是大體上,數值預報可以分為地轉模式、平衡模式和原始方程模式三大類。為了儘量真實反映大氣狀況,模式所要考慮的因素是非常複雜的。任何一種模式的運算量都是非常大的,人工計算不可能及時地給出預報結果。於是,大型計算機承擔了這個龐大的運算任務。
  • 高精度可擴展數值天氣預報模式研究項目啟動
    中國氣象報通訊員馬佔山 陳賢報導 6月25日,國家重點研發計劃「重大自然災害監測預警與防範」重點專項「高精度可擴展數值天氣預報模式研究」項目在京啟動,並舉行項目實施方案論證會。
  • 【科普】神馬是「數值天氣預報」?
    數值天氣預報與經典的以天氣學方法作天氣預報不同,它是一種定量的和客觀的預報,正因為如此,數值天氣預報首先要求建立一個較好的反映預報時段的(短期的、中期的)數值預報模式和誤差較小、計算穩定並相對運算較快的計算方法。
  • 數值天氣預報(上)
    如果說把天氣預報與數學、物理聯繫在一起,恐怕一般人都很難想到,而事實上,我們目前的天氣預報,就是用數學物理模式對大氣狀況進行分析,用高速計算機求解而得到的。這樣方法叫數值天氣預報,亦稱「天氣預報的流體力學方法」。它是目前全世界都在用的一種天氣預報方法尤其對3~7天內的預報,比較準確。它是根據描述大氣運動規律的流動力學和熱力學原理,構成閉合方程組,也就是大氣的數值模型,只要知道某個時刻大氣的初始狀態,就可通過數學方法求解,計算出來某個時間大氣的狀態,亦就是通常所說的天氣形勢及有關的氣象要素如溫度、風、降水等。
  • GRAPES數值預報模式亮相雲棲大會?!快來圍觀!
    在此次雲棲大會上,中央氣象臺總工程師、中國氣象局數值預報中心副主任沈學順向公眾介紹了我國自主研發GRAPES區域/全球一體化數值天氣預報業務系統建設的最新成果,來看下視頻! 03 GRAPES天氣預報系統可以達到怎樣的精度? 近年來,3公裡的GRAPES區域數值模式在中國區域的降水和雷達回波預報成為我國預報員開展暴雨和強對流天氣預報不可或缺的參考。
  • 華南區域數值天氣預報模式發展研討會召開
    中國氣象報通訊員鄺鏗 黃鎧凱 彭勇剛報導 11月5日,華南區域氣象中心在廣東省潮州市舉辦華南區域數值天氣預報模式發展研討會。中國氣象局科技與氣候變化司、預報與網絡司,以及貴州、福建等省氣象局領導專家參加,來自廣東、廣西、海南等3省(自治區)氣象局的局領導以及相關處室主要負責同志參加了會議。  會議主要交流了華南區域數值天氣預報模式的發展情況、各省(區)模式產品的需求、應用評估情況以及區域模式傳輸方案。與會人員就如何開展區域協作,發揮各自優勢,共同推進區域模式發展和應用等進行了研討。
  • 科學網—美國數值天氣預報水平緣何落伍
    他發問:美國在發展數值天氣預報進程中,為什麼科研開發與業務應用總是不能協調? 雖然表面上看是探討科研轉化的效率問題,但明眼人不難看出Mass批評的實質是美國數值天氣預報水平的落伍。那麼,Mass如此揶揄美國的預報水平,是否有足夠依據呢?他給出了一個排名曲線圖,在美國之上的國家或機構確實不少,包括一枝獨秀的歐洲中期數值天氣預報中心(ECMWF)以及英國和加拿大等。
  • 數值天氣預報能力未來將有多強?
    數值天氣預報模式2025年和2035年性能進步預測   歐洲中期預報中心(ECMWF)在最新的2016—2025年戰略中,在預報方面明確提出了「2+4+1」戰略,即到2025年:高影響天氣的有效集合預報提前2周;大尺度形勢和機制轉化預報提前4周;全球尺度異常預測提前1年。
  • 美國與歐洲數值天氣預報比較及對中國的啟示
    歐洲中期數值天氣預報中心(ECMWF)於1975年11月4日正式成立,1979年8月1日開始正式發布中期數值天氣預報。細讀魯德的文章,所談到的美國數值天氣預報模式發展中存在的弱點,算不上新奇,也都是在中國常遇到的問題,只是魯德在分析時更具有針對性,將美國與歐洲的做法進行了對照分析,將問題揭示得簡明、清晰,令人信服。
  • 氣象專家:中國數值天氣預報水平與國外相差10年
    另外一個很大的問題是,我國自己的數值天氣預報模式(根據大氣運動變化規律編寫的數學方程,利用高性能計算機進行運算以推演天氣發展變化)與世界先進水平差距還比較大。利用高性能計算機進行的數值預報是現代天氣預報的核心。我國系統開發自己的數值預報模式,從「十五」計劃開始到現在約七八年時間,已經取得突破,今年要實現業務化。但這個模式還不成熟,與國外差距超過10年。