摘要：数值降水集合预报能够降低因单值预报带来的不确定性,是国内外关注的热点。但当前研究多将集合样本预报技巧等同对待,采用集合算数平均得到最终预报结论,这种集合预报方式较为粗放,难以有效区分不同集合样本的差异。针对该问题,本文选择位于广西暴雨中心的青狮潭水库为研究区,构建了基于ETS评分的综合定量评价模型,通过WRF模式21组参数化方案敏感性分析,以及样本数量与集合预报技巧的定量分析,依据ETS评价结果实现了青狮潭水库降水集合预报方案的构建。经验证,本文构建的集合预报方案较集合算数平均预报技巧更高,表现更加稳定。

摘要：为解决集合预报因扰动产生的多样本模式预报计算量巨大问题,充分利用分布异地的网络高性能资源,基于国家网格操作系统(GOS),在门户中间件Gridshpere之上设计并实现了一种适合于集合预报应用系统的网格工作流系统.该系统实现了包括应用程序的服务封装功能,应用服务执行的节点资源动态绑定功能,应用服务之间的数据/控制相关管理功能、重启容错功能、流程监控功能等,已成功应用到集合预报应用网格门户系统,实践证明系统切实可行.

摘要：针对集合预报方法在天气预报业务中的应用,开发了具有自主知识产权的集合预报产品综合分析显示平台。以集合预报模式输出数据量大、气象图表显示效率和质量要求高两个主要需求为出发点,采用客户端服务器架构设计。服务器端将原始数据转换为产品数据以提高客户端执行效率。该文详细分析了平台关键技术,针对数据延时问题,轮询式数据处理技术实时检查原始数据变化状态并更新产品,采用生产者消费者互斥方法解决多线程锁死问题。为提高图表美观程度,动态页面布局显示技术对所有图形要素进行分类,并给出显示属性的抽象描述,结合图形渲染技术,实现了看图模式和出图模式的动态切换。该平台为预报员和服务决策者提供了宝贵的不确定性信息,在中小尺度极端天气预报、台风路径预报中发挥了重要作用。

摘要：为改进集合转换卡尔曼滤波方法(Ensemble Transform Kalman Filter,ETKF)在初始扰动中离散度偏小的问题,考虑引入物理不确定性。使用初始时刻离散度检验两种ETKF初始扰动方案改进的程度,通过动力和水汽条件分析探求改进机制。利用WRF模式构建更新预报系统,选取2014年5月一次暴雨个例进行集合降水预报试验,通过ETKF方法设计两种不同的初始扰动方案。结果表明:在分析循环中引入多物理扰动的初始扰动方案(multi)相比单一物理过程的初始扰动方案(mono)在初始时刻离散度和模拟动力水汽条件以及降水评分上均有较大改进。初始扰动中multi的离散度相比mono整体更优,显然添加了多物理扰动方案的试验对结果有改进作用;在对两种方案的机理分析中,multi对于降水位置的明显改善主要取决于散度及水汽通量散度模拟能力的提高;在离散度分析中,multi方案在强对流区域的改进效果比在整个区域中的更好,而对各变量的离散度和均方根误差之比相当,说明集合预报系统的合理性;对各量级预报结果评分显示,multi方案均呈现较好表现能力。

摘要：系统回顾了集合预报技术的发展,介绍了4种比较常用的集合构建方法,重点关注这些方法在季节尺度气候预测领域的研究进展及应用,特别是在ENSO集合预报领域。此外,还从季节尺度气候预测系统的发展、集合设计方案和ENSO集合预报效果等方面介绍了国内外3个应用比较广泛的季节尺度气候预测系统,可为集合预报技术和季节尺度气候预测系统的发展和应用提供参考。

摘要：考虑到中尺度预报中地形高度和地表温湿物理特征的不确定性,针对2007年7月8日至9日发生在淮河流域的一次暴雨,利用WRF模式对地形高度和初始土壤温湿等下垫面要素进行扰动并设计了3组集合预报试验。结果表明:(1)综合考虑下垫面条件的不确定性可以使降水中心位置和量级的预报更为准确,并且预报准确率可以达到60%以上;(2)集合平均能有效地降低10 m风场和2 m温度场的均方根误差(RMSE);(3)集合平均的结果使得中雨、大雨、暴雨级别的降水干湿偏差程度接近于实况,且预报技巧也较高,但对大暴雨级别降水改进不大,3组集合预报试验相比,地形高度加扰对4个级别降水的预报相对都不占优势,陆面要素扰动对大雨和暴雨有较高的相对预报技巧,同时加扰的集合预报比只对单一要素加扰的试验有明显的优势。

摘要：基于中国气象局、中国台湾气象局、日本气象厅和美国国家气象局等4个气象预报中心的台风预报资料,利用加权消除偏差集合方法对2013年发生在西北太平洋的31场台风进行了24 h、48 h和72 h集合预报,并对预报成果进行误差统计分析。结果表明:采用静态训练法的集合预报对训练期样本的选择较为敏感,整体误差波动较大;而采用动态训练法的集合预报整体误差随训练样本数的增加有减小的趋势,但当训练样本数达到40后预报误差趋于稳定。对比发现,在训练期中是否考虑双台风的影响对预报精度影响较大,去除双台风影响后,集合预报精度有明显的提高。经综合比较,就2013年台风而言,去除双台风影响、滑动训练样本为40的路径集合预报方案为推荐方案。

摘要：根据神威集合数值天气预报的运行特点 ,针对其运行过程中可能遇到的问题 ,介绍了自主研制的可视化实时监控系统的解决方案。

摘要：集合预报是数值天气预报中发展最快的方向之一,已成为当前预报预测业务准确率和产品丰富性的重要保障。过去30年间,伴随着国际上集合数值预报科学研究的快速发展,业务集合预报技术和系统取得了长足进步。作为集合预报链条中面向下游用户的信息输出端,后处理系统已经成为大规模数据生成和产品制作功能一体化、多层次预报分析方法和技术高度集约化的综合平台,在发挥集合预报优势方面扮演着关键角色。首先回顾了国内外集合预报后处理系统发展历程以及后处理技术发展趋势和走向,归纳并阐述了集合预报后处理系统的主要功能。进一步详细介绍了中国气象局全球/区域集合预报业务系统的集合预报统一后处理系统针对上述各方面主要功能的设计思路、结构框架、关键技术和常规产品等研发进展情况,并重点阐释了如何充分利用该集合预报业务系统实时大样本集合预报数据信息开发的极端预报指数、热带大气季节内振荡、西北太平洋副热带高压和南亚高压等多样化新产品及其在业务中的实际应用。总体来看,集合预报后处理将成为充分发挥集合预报准确度高、信息量大以及社会效益显著等优势的研发新方向。

摘要：2021年7月20日郑州市特大暴雨过程给人民的生命财产造成了巨大损失。然而,此次暴雨降水量极端性强,数值预报不确定性极大。为提高中国气象局(CMA)数值模式对此类暴雨极端雨强预报不确定性的描述能力,利用CMA自主研发的3 km水平分辨率的对流尺度数值预报系统(China Meteorological Administration Mesoscale model,简称CMA-Meso),通过设计集合同化观测扰动方案与云分析雷达反射率滤波阈值调整方案,实现对常规观测资料和雷达反射率的微小扰动,构建对流尺度集合预报初始扰动场,开展集合预报试验,评估对流尺度集合预报的极端雨强预报不确定性特征,并与CMA全球集合预报和区域集合预报进行对比分析。结果表明:(1)基于3 km水平分辨率的对流尺度集合预报对此次极端降水的预报仍存在一定的落区偏差,但不同集合预报成员的极端雨强值具有较好的发散度,且个别成员预报的极端雨强值接近实况的624.1 mm,较好地代表了极端降水的预报不确定性。(2)通过对比CMA不同分辨率集合预报的极端雨强值、离散度及累积降水邻域分数技巧评分,发现极端雨强值及离散度与模式水平分辨率密切相关,分辨率越高,极端雨强概率预报技巧越高,表明对流尺度集合预报能够更好描述极端雨强预报的不确定性及其极端性。(3)同时扰动常规观测资料及雷达资料的对流尺度集合预报,能够在较短的预报时效内对模式水汽场及环流形势产生影响,促使降水集合预报离散度在较短的预报时效内增长起来,有效提升了极端雨强概率预报能力。总体而言,通过扰动常规观测资料和雷达资料的对流尺度集合预报有助于提高模式对极端雨强概率预报技巧。