Page 267 - 《高原气象》2022年第6期
P. 267

第 41 卷   第 6 期                        高     原    气     象                             Vol. 41  No. 6
               2022 年 12 月                       PLATEAU METEOROLOGY                             December，2022


             田高山，陈耀登，高庆九，等，2022. 混合截断尺度 Blending方案及其在西南区域模式中的应用［J］. 高原气象，41（6）：1630-
             1641. TIAN Gaoshan，CHEN Yaodeng，GAO Qingjiu，et al，2022. Blending Scheme with Mixed Truncation Scale and Its Applica‐
             tion in Southwest Regional Model［J］. Plateau Meteorology，41（6）：1630-1641. DOI：10. 7522/j. issn. 1000-0534. 2022. 00005.




                                混合截断尺度Blending方案及其

                                       在西南区域模式中的应用




                                       田高山 ，陈耀登 ，高庆九 ，臧增亮                          2
                                                            1
                                                                       1
                                                1
                     （1. 南京信息工程大学 气象灾害教育部重点实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心，江苏 南京                         210044；
                                           2. 国防科技大学气象海洋学院，江苏 南京          211101）
                     摘要：西南区域地形复杂多样，产生的灾害性天气系统往往具有多尺度特征，各个尺度的波动信息均影
                     响着天气系统的发生发展。为了在循环同化过程中及时并恰当地引入来自全球模式背景场的信息，修
                     正区域模式对大尺度波段信息的分析和预报偏差，本文以西南区域为研究背景，根据不同类型模式变量
                     的长度尺度特征，将风场的截断尺度与温湿变量的截断尺度进行差异化设置，提出了混合截断尺度的
                     Blending 方案，并基于西南区域循环同化系统进行了为期一周的批量循环同化试验和个例结果诊断分
                     析。结果表明，统一和混合截断尺度的 Blending方案均能减小循环同化过程中的分析和预报偏差，而混
                     合截断尺度的Blending方案通过对动力场和温湿场采用不同的截断尺度，分别引入更符合动力场和温湿
                     度场尺度特征的全球背景场信息，进一步减小了区域背景场的偏差，提高了循环同化分析的连续性和气
                     象要素预报的准确度。在降水个例分析中，模式在地形陡峭区域出现了明显的降水虚报和落区偏差，混
                     合截断尺度 Blending方案能进一步降低大量级降水的虚报率，改进了对降水量级和落区的预报，提高了
                     降水预报准确度。
                     关键词：西南区域；循环同化；Blending方案；截断尺度；降水预报
                     文章编号：1000-0534（2022）06-1630-12     中图分类号：P456.7       文献标识码：A
                     DOI：10. 7522/j. issn. 1000-0534. 2022. 00005



              1   引言                                            带来了更大的挑战，如何提升该区域的数值预报水
                                                                平一直受到学者的关注（肖玉华等，2013；张宇等，
                  西南地区地形复杂多变，海拔起伏大。大气环
                                                                2016；何光碧等，2017；衡志炜和程晓龙，2018；高
             流与复杂地形之间进行热力和动力相互作用，使得                             笃鸣等，2018）。
             西南地区容易产生西南涡、高原涡等典型的灾害性                                 准确地预报未来的天气变化，就应该尽可能准
             天 气 系 统（李 跃 清 和 徐 祥 德 ，2016；周 玉 淑 等 ，              确 地 获 得 当 前 大 气 状 态 在 各 个 尺 度 上 的 特 征
             2019；金研和李国平，2021；刘金卿等，2021）。西                     （Bjerknes，1911；李毓芳和安塞斯，1984）。然而，
             南区域正在建立更加完善的站点观测网，但是气象                             数值模式对大气中多尺度运动的非线性描述还存
             观测覆盖面和数据资料质量仍然有限，地形的剧烈                             在困难，进而会限制数值模式对多空间尺度天气系
             变化也导致台站代表性不强，与低涡系统时空尺度                             统的准确预报（Lorenz，1969；Nielsen and Schum‐
             相适应的气象观测能力还不够，数值模式本身物理                             acher，2016；闵 锦 忠 和 吴 乃 庚 ，2020；徐 渊 等 ，
             过程和初值在青藏高原地区的不确定性也会制约                              2021）。区域模式虽然能更好地描述中小尺度天气
             下游地区的预报，这些都给数值模式的预报准确性                             系统，但对大尺度信息却存在着分析误差（Berre，


                 收稿日期：2021⁃08⁃30；定稿日期：2022⁃01⁃19
                 资助项目：国家自然科学基金项目（42075148）；国家重点研发计划重点专项项目（2017YFC1502102）
                 作者简介：田高山（1997-），男，四川隆昌人，硕士研究生，主要从事资料同化和数值预报研究与应用工作. E-mail：tiangs@nuist.edu.cn
                 通信作者：陈耀登（1980-），男，福建沙县人，教授，主要从事资料同化和数值预报研究与应用工作. E-mail：keyu@nuist.edu.cn
   262   263   264   265   266   267   268   269   270   271   272