随机物理集合预报研究进展

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考虑模式不确定性的集合预报是集合预报理论研究与业务应用的重要方面。模式不确定性主要源于大气在时间与空间方面的数理简化与有限数值计算,以及物理过程本身的非完美构造。当前盛行方法包括多模式法、多物理过程法以及随机物理法。本文旨在梳理随机物理集合预报研究进展、应用效果、主要方法、存在问题等方面,归纳相关理论和技术试验结果及科学问题,并探讨未来值得探索与研究的方向,为随机物理集合预报深入应用,以及集合预报相关理论从业人员提供参考与借鉴。
其他文献
目前中国生态与农业气象研究主要关注气候变化的影响,而脆弱性与风险预估研究仍存在很大不确定性,甚至无法进行预估研究。以生态/农业气象的脆弱性和风险为切入点,从生态/农业的地理/种植分布、物候/生育期和生产力/产量等方面,综述了中国生态/农业气象的研究进展,指出现有研究成果难以满足高质量生态保护与粮食安全的需求,为此提出了未来拟重点开展的研究任务,即生态/农业气象承载力及其优化布局、生态/农业气象的灾变过程与调控机制、生态/农业变化的气象条件贡献率评估及其适应技术、高质量生态保护与粮食提质增效的气候资源高效利
2018年以来,大气本底站网气溶胶质量浓度、黑碳、反应性气体等多要素观测项目的国家级数据入库、监控、质量控制、观测实况显示、业务管理等实时业务上线,到2021年底,温室气体、气溶胶质量浓度和光学特性、反应性气体、酸雨和臭氧柱总量等在线观测项目,以及温室气体人工采样分析、气溶胶膜采样、酸雨业务考核、大气成分维护校准信息填报等实时和非实时业务功能将全部上线,大气本底观测实时业务能力显著提升。
开发、维护和使用新的天基观测系统非常昂贵,并且从仪器发展和配置的完成到业务应用通常有明显的时间延迟(6~12个月)。因此需要事先对现有和未来观测系统的影响和应用技术进行定量评估,以优化包括仪器指标确定、轨道选取、星座布局和数值天气预报(Numerical Weather Prediction-NWP)等应用。观测系统模拟试验(Observing System Simulation Experiments,OSSEs)是一种敏感性试验,旨在回答新的观测系统或是对旧观测系统的重新部署带来的影响和价值的问题,通
期刊
为探究东亚夏季风(EASM,East Asian summer monsoon)和南亚夏季风(SASM,South Asian summer monsoon)相互作用及其强弱变化对西南地区夏季降水的影响,利用1979—2019年西南地区161站逐日降水观测资料和ERA-5提供的1979—2019年全球再分析资料,通过对比西南地区夏季标准化降水指数与东亚和南亚夏季风强度指数的相关,提出了东亚夏季风和南亚夏季风的4类协同作用,并分析了4类季风协同作用对西南地区降水的影响。结果表明:(1)EASM和SASM存在
功能材料的核心是材料的结构-性能关系,它涉及人们对材料的力、热、声、光、电、磁等物理性质及其相互耦合效应的基本理解,材料性能的多尺度(微观-介观-宏观)结构设计和调控机制,材料结构的热力学和动力学演化及其对材料性能的影响等。传统均匀晶体材料的物性往往是由原子和分子的固有属性,以及它们的空间结构和对称性来决定。
次季节预测是无缝隙天气预报气候预测业务的重要环节和难点所在,丰富次季节尺度预报因子、提高次季节尺度预测水平对防灾减灾工作的决策部署具有重要意义和显著价值。本文着重介绍了北半球冬季大陆尺度寒潮低温事件的次季节尺度预测新因子——平流层大气质量环流脉冲事件。平流层大气质量环流脉冲指数具有一定的次季节尺度可预测性,与逐个大范围极端温度事件存在物理联系,实时计算可行,可搭建以平流层大气质量环流变率为基础、以北半球中纬度地区冬季低温灾害次季节尺度预测为目标的动力-统计预测模型。
为研究雹暴结构和大冰雹的形成机制,利用潍坊CINRAD/SA新一代天气雷达、青岛S波段双偏振多普勒天气雷达探测数据,结合探空、地面气象观测站观测和实地冰雹调查资料,对2019年8月16日发生在山东诸城的一次罕见强雹暴过程的天气背景、风雹灾害、雷达回波演变、雹云结构及大冰雹形成机制进行分析。结果表明,受冷涡天气系统影响,鲁中山区、鲁东南地区低层暖湿、高层干冷,0—6 km高度风矢量差为30.3 m/s,十分有利于强雹暴的发展。雹云发展迅速,历经发生、跃增、酝酿、降雹和消亡等5个阶段,在发生阶段即观测到中气旋
在主导中国青藏高原、西南地区的极端天气、气候事件,以及东移引发中国东部夏季降水的天气系统中,高原天气系统扮演着十分重要的角色,其中以高原低涡、高原切变线和西南低涡为代表的高原低值天气系统(简称低值系统)最为常见。重点回顾了近10年以来高原低值系统天气动力学研究领域的若干新进展,着力梳理了高原低涡动力学、高原切变线动力学、西南低涡的中尺度动力诊断研究、高原低涡与西南低涡耦合作用的动力分析、高原切变线与高原低涡关系的动力学解析、低频振荡对高原低涡的调制作用等高原天气动力学研究领域的前沿科学问题,并基于最新研究
基于1979—2015年中国区域CN05.1格点降水以及全球降水气候中心(GPCC)降水等数据资料,采用回归、合成分析等方法,分析了青藏高原东部(简称高原)冬季降水的南、北区域性差异及其年际变化对北极涛动(AO)异常的响应。结果表明:(1)高原北部和南部冬季降水都与AO异常存在密切关系,但降水的年际变化并不一致,对AO异常响应的机理也不同。(2)高原北部冬季降水变化主要和东亚冬季风有关,AO正(负)异常时东亚冬季风减弱(增强),高原北部对流层各层均为东南(西北)风距平,有(不)利于西太平洋的水汽进入高原北
利用2015—2016年全国PM 2.5质量浓度站点资料及CCMP(Cross Calibrated Multi-Platform)风场再分析资料,对中国华北、长三角、珠三角以及四川盆地主要城市在PM 2.5污染下的近地面风场及其影响进行统计分析。结果表明:(1)近地面风速与PM 2.5质量浓度表现为负相关,低风速有利于PM 2.5的积累,但是该相关关系并不完全显著,体现出“冬强夏弱”的季节性差异;(2)不同地区PM 2.5质量浓度对不同风向的反应不同,华北地区在偏南风主导下PM 2.5质量浓度较高,长三