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基于延伸期可预报性的集合预报方法和数值试验

郑志海 封国林 黄建平 丑纪范

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基于延伸期可预报性的集合预报方法和数值试验

郑志海, 封国林, 黄建平, 丑纪范

Predictability-based extended-range ensemble prediction method and numerical experiments

Zheng Zhi-Hai, Feng Guo-Lin, Huang Jian-Ping, Chou Ji-Fan
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  • 集合预报是考虑初始条件和模式不确定性的有效途径. 结合延伸期可预报性特征,对具有不同特性的可预报分量和随机分量采用不同的集合预报方案和策略,发展了一种基于延伸期可预报性的集合预报新方法(PBEP).该方法以延伸期数值预报模式为平台,对可预报分量采用多个模式误差订正方案,从考虑模式不确定性的角度进行集合;而对随机分量则利用历史资料从气候概率的角度给出集合概率分布,避免模式误差对随机分量概率分布的影响.试验结果表明,相比于国家气候中心的业务动力延伸集合预报系统,该集合预报方法对全球各区域环流预报技巧均有提高,对不同空间尺度的波也有不同程度的改进,显示出潜在的业务应用前景.
    Ensemble prediction is an effective approach to accounting for uncertainties of initial conditions and model error. By combining the predictability of extended-range, both predictable components and unpredictable random components with different characteristics are treated with different ensemble prediction schemes and strategies. A new predictability-based extended-range ensemble prediction method (PBEP) is proposed. In this method, for predictable component, the uncertainty of model is taken into account through the use of multiple error correction scheme; while the random component probability distribution is obtained from the climate probability distribution of historical data, for the sake of avoiding the influence of model error. Prediction results show that the ensemble prediction method can improve the forecast skill in all regions of the world, and the extents of improvement are different for waves with different spatial scales compared with the operational dynamical extended-range ensemble prediction system of NCC/CMA, exhibiting its potential application perspective to operational extended-range prediction.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 41105070, 40930952, 41005041)、 国家科技支撑计划(批准号: 2009BAC51B04)和公益性行业科研专项(批准号: GYHY201106016)共同资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 41105070, 40930952, 41005041), the State Key Program of Science and Technology of China (Grant No. 2009BAC51B04), and the Meteorological Special Project of China (Grant No. GYHY201106016).
    [1]

    Lorenz E N 1963 J. Atmos. Sci. 20 130

    [2]

    Chou J F 1989 Adv. Atmos. Sci. 6 335

    [3]

    Chen B H, Li J P, Ding R Q 2006 Science in China (Series D) 49 1111

    [4]

    Buizza R, Houtekamer, P L, Toth Z, Pellerin G, Wei M, Zhu Y 2005 Mon. Wea. Rev. 133 1076

    [5]

    Zhu Y 2005 Adv. Atmos. Sci. 22 781

    [6]

    Feng G L, Dong W J 2003 Acta Phys. Sin. 52 2347 (in Chinese) [封国林, 董文杰2003 物理学报 52 2347]

    [7]

    Toth Z, Kalnay E 1997 Mon. Wea. Rev. 125 3297

    [8]

    Molteni F, Buizza R, Palmer T N, Petroliagis T 1996 Quart. J. Roy. Meteor. Soc 122 73

    [9]

    Houtekamer, P L, Lefaivre L, Derome J, Ritchie H, Mitchell H L 1996 Mon. Wea. Rev. 124 1225

    [10]

    Gong J D, Li W J, Chou J F 1999 Chinese Science Bulletin 44 1113 (in Chinese) [龚建东, 李维京, 丑纪范1999科学通报 44 1113]

    [11]

    Mu M, Jiang Z N 2007 Chinese Science Bulletin 52 1457 (in Chinese) [穆穆, 姜智娜2007 科学通报 52 1457]

    [12]

    Duan W S, Mu M 2009 Science in China (Series D) 52 884

    [13]

    Wei M, Toth Z, Wobus R, Zhu Y, Bishop C H, Wang X 2006 Tellus 58 28

    [14]

    Buizza R, Miller M, Palmer T N 1999 Quart. J. Roy. Meteor. Soc. 125 2887

    [15]

    Mu M, Duan W S, Wang Q, Zhang R 2010 Nonlinear Processes in Geophysics 17 211

    [16]

    Krishnamurti T N, Kishtawal C M, Zhang Z, Larow T, Bachiochi D, Williford E, Gadgil S, Surendran S 2000 J. Climate 13 4196

    [17]

    Zheng Z H 2010 Ph. D. Dissertation (Lanzhou: Lanzhou University) (in Chinese) [郑志海 2010 博士学位论文 (兰州:兰州大学)]

    [18]

    Chou J F, Zheng Z H, Sun S P 2010 Scientia Meteorologica Sinica 30 569(in Chinese) [丑纪范,郑志海, 孙树鹏 2010 气象科学 30 569]

    [19]

    Wang P, Dai X G 2005 Acta Phys. Sin. 54 4961 (in Chinese) [汪萍,戴新刚 2005 物理学报 54 4961]

    [20]

    Huang J P, Yi Y H, Wang S W, Chou J F 1993 Quart. J. Roy. Meteor. Soc. 119 547

    [21]

    Gao L, Ren H L, Li J P, Chou J F 2006 Chin. Phys. 15 882

    [22]

    Zheng Z H, Feng G L, Chou J F, Ren H L 2010 Journal of Applied Meteorological Science 21 139 (in Chinese) [郑志海,封国林,丑纪范,任宏利 2010 应用气象学报 21 139]

    [23]

    Shi N, Chen H, Chen Y, 2001 Journal of Tropical Meteorology 17 215 (in Chinese) [施能, 陈辉, 谌芸 2001 热带气象学报 17 215]

  • [1]

    Lorenz E N 1963 J. Atmos. Sci. 20 130

    [2]

    Chou J F 1989 Adv. Atmos. Sci. 6 335

    [3]

    Chen B H, Li J P, Ding R Q 2006 Science in China (Series D) 49 1111

    [4]

    Buizza R, Houtekamer, P L, Toth Z, Pellerin G, Wei M, Zhu Y 2005 Mon. Wea. Rev. 133 1076

    [5]

    Zhu Y 2005 Adv. Atmos. Sci. 22 781

    [6]

    Feng G L, Dong W J 2003 Acta Phys. Sin. 52 2347 (in Chinese) [封国林, 董文杰2003 物理学报 52 2347]

    [7]

    Toth Z, Kalnay E 1997 Mon. Wea. Rev. 125 3297

    [8]

    Molteni F, Buizza R, Palmer T N, Petroliagis T 1996 Quart. J. Roy. Meteor. Soc 122 73

    [9]

    Houtekamer, P L, Lefaivre L, Derome J, Ritchie H, Mitchell H L 1996 Mon. Wea. Rev. 124 1225

    [10]

    Gong J D, Li W J, Chou J F 1999 Chinese Science Bulletin 44 1113 (in Chinese) [龚建东, 李维京, 丑纪范1999科学通报 44 1113]

    [11]

    Mu M, Jiang Z N 2007 Chinese Science Bulletin 52 1457 (in Chinese) [穆穆, 姜智娜2007 科学通报 52 1457]

    [12]

    Duan W S, Mu M 2009 Science in China (Series D) 52 884

    [13]

    Wei M, Toth Z, Wobus R, Zhu Y, Bishop C H, Wang X 2006 Tellus 58 28

    [14]

    Buizza R, Miller M, Palmer T N 1999 Quart. J. Roy. Meteor. Soc. 125 2887

    [15]

    Mu M, Duan W S, Wang Q, Zhang R 2010 Nonlinear Processes in Geophysics 17 211

    [16]

    Krishnamurti T N, Kishtawal C M, Zhang Z, Larow T, Bachiochi D, Williford E, Gadgil S, Surendran S 2000 J. Climate 13 4196

    [17]

    Zheng Z H 2010 Ph. D. Dissertation (Lanzhou: Lanzhou University) (in Chinese) [郑志海 2010 博士学位论文 (兰州:兰州大学)]

    [18]

    Chou J F, Zheng Z H, Sun S P 2010 Scientia Meteorologica Sinica 30 569(in Chinese) [丑纪范,郑志海, 孙树鹏 2010 气象科学 30 569]

    [19]

    Wang P, Dai X G 2005 Acta Phys. Sin. 54 4961 (in Chinese) [汪萍,戴新刚 2005 物理学报 54 4961]

    [20]

    Huang J P, Yi Y H, Wang S W, Chou J F 1993 Quart. J. Roy. Meteor. Soc. 119 547

    [21]

    Gao L, Ren H L, Li J P, Chou J F 2006 Chin. Phys. 15 882

    [22]

    Zheng Z H, Feng G L, Chou J F, Ren H L 2010 Journal of Applied Meteorological Science 21 139 (in Chinese) [郑志海,封国林,丑纪范,任宏利 2010 应用气象学报 21 139]

    [23]

    Shi N, Chen H, Chen Y, 2001 Journal of Tropical Meteorology 17 215 (in Chinese) [施能, 陈辉, 谌芸 2001 热带气象学报 17 215]

  • [1] 康俊锋, 冯松江, 邹倩, 李艳杰, 丁瑞强, 钟权加. 基于机器学习的非线性局部Lyapunov向量集合预报订正. 物理学报, 2022, 71(8): 080503. doi: 10.7498/aps.71.20212260
    [2] 梁丁, 顾斌, 丁瑞强, 李建平, 钟权加. 基于Lorenz模型的集合预报与单一预报的比较研究. 物理学报, 2018, 67(7): 070501. doi: 10.7498/aps.67.20172144
    [3] 李保生, 丁瑞强, 李建平, 钟权加. 强迫Lorenz系统的可预报性研究. 物理学报, 2017, 66(6): 060503. doi: 10.7498/aps.66.060503
    [4] 达朝究, 穆帅, 马德山, 于海鹏, 侯威, 龚志强. 基于Lorenz系统的数值天气转折期预报理论探索. 物理学报, 2014, 63(2): 029201. doi: 10.7498/aps.63.029201
    [5] 王启光, 苏海晶, 支蓉, 冯爱霞. 长江中下游汛期降水模式预测误差相似性及其可预报度. 物理学报, 2014, 63(11): 119202. doi: 10.7498/aps.63.119202
    [6] 杨秋明. 2013年长江下游降水低频分量延伸期预报的扩展复数自回归模型. 物理学报, 2014, 63(19): 199202. doi: 10.7498/aps.63.199202
    [7] 熊开国, 赵俊虎, 封国林, 黄建平, 胡经国. 汛期降水相似动力预报模式误差主分量相似预报方法. 物理学报, 2012, 61(14): 149204. doi: 10.7498/aps.61.149204
    [8] 黎爱兵, 张立凤, 项杰. 外强迫对Lorenz系统初值可预报性的影响. 物理学报, 2012, 61(11): 119202. doi: 10.7498/aps.61.119202
    [9] 杨杰, 王启光, 支蓉, 封国林. 动态最优多因子组合的华北汛期降水模式误差估计及预报. 物理学报, 2011, 60(2): 029204. doi: 10.7498/aps.60.029204
    [10] 张永明, 齐维贵. 供热负荷时间序列混沌特性分析及预报模型研究. 物理学报, 2011, 60(10): 100508. doi: 10.7498/aps.60.100508
    [11] 惠娟, 王自娟, 惠俊英, 何文翔. 双基地混响平均强度理论及仿真预报. 物理学报, 2009, 58(8): 5491-5500. doi: 10.7498/aps.58.5491
    [12] 郑志海, 任宏利, 黄建平. 基于季节气候可预报分量的相似误差订正方法和数值实验. 物理学报, 2009, 58(10): 7359-7367. doi: 10.7498/aps.58.7359
    [13] 权东晓, 裴昌幸, 朱畅华, 刘 丹. 一种新的预报单光子源诱骗态量子密钥分发方案. 物理学报, 2008, 57(9): 5600-5604. doi: 10.7498/aps.57.5600
    [14] 丁瑞强, 李建平. 混沌系统可预报期限随初始误差变化规律研究. 物理学报, 2008, 57(12): 7494-7499. doi: 10.7498/aps.57.7494
    [15] 王 晶, 冯学尚. 日冕物质抛射引起地磁扰动的分类预报. 物理学报, 2007, 56(4): 2466-2474. doi: 10.7498/aps.56.2466
    [16] 任宏利, 张培群, 李维京, 丑纪范. 基于多个参考态更新的动力相似预报方法及应用. 物理学报, 2006, 55(8): 4388-4396. doi: 10.7498/aps.55.4388
    [17] 何文平, 封国林, 董文杰, 李建平. Lorenz系统的可预报性. 物理学报, 2006, 55(2): 969-977. doi: 10.7498/aps.55.969
    [18] 封国林, 董文杰. 集合预报物理基础的探讨. 物理学报, 2003, 52(9): 2347-2353. doi: 10.7498/aps.52.2347
    [19] 封国林, 戴新刚, 王爱慧, 丑纪范. 混沌系统中可预报性的研究. 物理学报, 2001, 50(4): 606-611. doi: 10.7498/aps.50.606
    [20] 张铁铮. 磁暴二倍法预报地震的探索. 物理学报, 1976, 25(5): 455-459. doi: 10.7498/aps.25.455
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-01-12
  • 修回日期:  2012-03-14

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