根据天气类型划分欧洲中期天气预报中心的集合预报产品.PDF

第59卷 第2期 气　象　学　报 V ol. 59, No . 2 2001年4月 ACTA MET EOROLOGICA SINICA A P R. , 2001 根据天气类型划分欧洲中期天气 预报中心的集合预报产品 杨学胜 ( 国家气象中心, 北京, 100081) Jean Nicolau　Nicole Girardot ( 法国气象局气象服务开发中心, T oulouse, 31057) 摘　　要 该研究的主要目的是找出一种对集合预 报产品进行释用的新方法。其基本假定是集合预 报要素在一定程度上代表了未来可能发生的 天气形势。为了解决天气尺度在中期预报的不可 预报性问 题, 引入了天 气类型的概念。对集合 预报进行划 分的方法 是 Diday 提出的 动力模糊 法, 初始划分时的重心由天气类型定义, 划分用到的距 离是位移和最大相关方法。根据城市块 ( Cit y-Block) 距离找 出了影响中国的按冬夏两季划分的天气类型, 初步划 分结果表明, 欧洲中 期天气预报中心的集合预报系统可以预报出 横槽转竖型天气类型的演变情况, 在夏天的预报 效果则没有冬天好。 关键词: 集合预报, 自动划分, 天气类型, 位移和最 大相关。 1　引　言 众所周知, 数值预报模式的预报误差随着预报时效的延长而增加, 其中的一个原因在 于描述大气运动的模式是不完善的, 包括物理参数化方案、各种空间时间离散等。但这并 不是惟一的原因, Lo renz[ 1] 曾指出, 引起数值预报模式误差的主要原因在于大气是一个混 沌系统, 也就是说, 从两个非常相似的初始状态起步的预报在积分4～8 d 以后可能变得 面目全非。另外人们对大气初始状态的了解也是不完善的, 一方面世界上尚有一部分地区 的观测网点很少, 而另一方面即使在资料密集的地区, 我们对小尺度过程的了解还远远不 够, 而这些小尺度往往会很快地影响到模式的中期预报。在理想情况下( 初始误差小, 模式 完美) , 大气的可预报时效为2～4周[ 2] 。 目前我们既不可能准确地观测到大气的初始状态, 也没有一个完美的模式能够识别 所有的空间尺度。为了解决初值问题, Epstein[ 3] 和 Leith[ 4] 提出了在分析场上人为地加上 一个小扰动, 然后从这些受扰的初始场出发, 用同一个预报模式进行时间积分的想法。由 于受到当时计算机条件的限制, 这一创造性的想法并未能在业务数值天气预报中得以实 初稿时间: 1999年4月2日; 修改稿时间: 1999年5月17日。 　资助课题: 法国国家奖学金项目。 174 气　　　象　　　学　　　报　　　　　　　　　　　　　59卷 施。进入20世纪90年代, 随着大规模并行计算机的发展以及气象技术的进步, 一种新的工 具“集合预报系统”( Ensemble Prediction System , 简称 EPS ) 1992年首先在欧洲中期天气 预报中心欧洲中期天气预报中心( ECM WF [ 5] ) 和美国国家环境预报中心 NCEP [ 6] 投入业 务运行。该系统的运行使中期天气预报的概率预报成为可能。 目前 ECM W