PDF《犌犚犃犘犈犁_犌犉犁 全球中期预报系统的研发和业务化》

沈学顺, 苏勇, 胡江林, 等.

G R A P E S _ G F S全球中期预报系统的研发和业务化.应用气象学报,

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0 1 爬_评缛蛑衅谠けㄏ低车难蟹⒑鸵滴窕 沈学顺 苏勇胡江林 王金成 孙健薛纪善 韩威张红亮 陆慧娟 张华陈起英 刘艳刘奇俊 马占山 金之雁 李兴良 刘琨赵滨周斌龚建东 陈德辉 王建捷 ( 中国气象局数值预报中心,北京

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8 1 ) 摘要该文回顾了中国气象局全球中期数值天气预报系统 G R A P E S _ G F S的研发历程, 重点介绍了近年来在 G R A P E S _ G F S研发过程中的重要进展, 概要阐述了这些进展对 G R A P E S _ G F S业务化的贡献.动力框架方面的改进主要包括 位温垂直平流的算法、 极区滤波方案、 标量平流方案、 垂直速度衰减( d a m p i n g ) 算法、 提高模式分辨率等, 改善了模 式框架的稳定性、 计算精度以及质量守恒性.物理过程方面的改进主要包括 R R TMG 辐射方案、 C o LM 陆面过程 方案、 积云对流、 边界层过程、 双参数云物理方案, 以及物理过程的调用计算等, 全面提升了模式物理过程的预报能 力.全球三维变分同化方面, 研发了模式空间三维变分(

3 D V a r ) 系统、 资料质量控制和偏差订正技术、 卫星资料同 化方面的相关技术等.同时, 对目前 G R A P E S _ G F S 2. 0的预报能力进行了评估, 总体来说, 该系统各项预报指标全 面超越 G R A P E S_ G F S 1. 0, 与T639相比等压面要素预报在对流层也有明显优势, 降水、

2 m 温度等预报也优势明显. 关键词: G R A P E S _ G F S ;

动力框架;

物理过程;

三维变分同化 引言全球中期数值天气预报系统是数值预报业务体 系的核心, 既为区域中尺度数值预报提供边界条件 和背景信息, 也是全球集合预报的基础.全球中期 预报模式和同化技术的不断发展在很大程度上推动 了世界 数值预报整体研究和预报水平的不断提高[ 1] .因此, 发展和不断改进全球中期预报系统是 世界各天气预报业务中心的重点任务[

2 ] . 全球区域一体化同化预报系统 G R A P E S( G l o b a l / R e g i o n a lA s s i m i l a t i o na n dP r e d i c t i o nS y s t e m) 是 在科学技术部和中国气象局支持下我国自主发展的 数值预报系统[

3 ] .至" 十五" 攻关结束, 完成了 G R A P E S系统[

4 ] 、 同化等基础 算法 和全球/区域预报原型系统的研发, 其中 G R A P E S中尺度预报系统实现 了业务化[ 5] .之后, 围绕提高 G R A P E S中尺度系统 的业务预报能力、 建立 G R A P E S全球中期预报系统 并实现业务应用, 对模式、 同化系统和以卫星资料为 重点的观测资料同化等技术的深入研发和改进成为 重要任务. 在"十一五" 科技支撑计划的支持下, 建立了GRAPES全球同化预报系统试验版.2

0 0 7年7月 面向业务应用, 开始系统地建立和优化 G R A P E S_ G F S ( G R A P E SG l o b a lF o r e c a s tS y s t e m) 全球数值 预报系统.在中国气象局数值模式创新基地科研业 务人员的共同努力下,

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0 9年3月完成了 G R A P E S _ G F S的前期试验, 并在业务环境建立了运行试验平 台, 确定了 G R A P E S_ G F S的准业务版本 G R A P E S_ G F S 1.

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0 9年3月3 1日 中国 气象局预测减灾20160322收到,