Page 270 - 《高原气象》2022年第6期

6 期 田高山等：混合截断尺度Blending方案及其在西南区域模式中的应用 1633

图3 引入了Blending方案的循环同化系统流程图（a）和循环同化方案示意图（b）
Fig. 3 Flow chart（a）and schematic diagram（b）of update cycle system with Blending scheme
表1 试验方案设计 以下偏差最小。对于 12 h 预报场，Bld_mix 试验的
Table 1 Design of experiments UV风场从 850~400 hPa误差最小，温度场和湿度场
试验名称 同化资料 截断尺度 的改进集中在 850 hPa 以下的低层。对于各个变量
NoBld 常规观测、雷达径向风 - 在分析场和预报场的 400 hPa 以上的高层，Bld_600
Bld_1200 常规观测、雷达径向风 1200 km 试验与 Bld_mix 试验的偏差总体接近，其中在 V 风
Bld_600 常规观测、雷达径向风 600 km 场上，Bld_mix 试验偏差最小。为了对比各个试验
Bld_mix 常规观测、雷达径向风 U，V：600 km；T，Q：1200 km 的整体偏差，进一步计算了各个变量在分析场和
-表示无数据 12 h 预报场中整层平均的 RMSE［图 5］。由图可
知，无论是分析场还是 12 h 预报场，Bld_mix 试验
的影响，而温度和湿度则受到更加局地尺度信息的
在整层风场和温度场上的总体偏差均最小，而湿度
影响，因此采用混合截断尺度方案作为第四组试
总体呈中性效果。
验，即引入更多的全球背景场大尺度信息给风场变
量，截断尺度设置为 600 km；温度和湿度则保留更 3. 2 降水预报分析
2019 年 7 月 10 日 16:00 左右在乐山、雅安地区
多的区域模式中小尺度信息，截断尺度设置为
1200 km，称为Bld_mix试验。 开始出现对流性降水，随后降水逐渐集中在乐山地
区，随着天气系统发展，在 10日 20:00，成都地区也
3 试验结果分析 开始出现对流性降水。从雷达回波的演变（图略）

本研究进行批量试验的时间段为 2019 年 7 月 9 来看，此次天气过程的低层主要影响系统为气旋，
日 18:00（世界时，下同）至 17 日 18:00，批量试验从 从南部的乐山到北部的成都地区均位于气旋中心
2019 年 7 月 9 日 18:00 冷启动并进行 6 h 的 spin-up， 附近，但强回波分别集中于乐山和成都地区，气旋
然后从 10 日 00:00 开始，进行逐 6 h 的连续循环同 中心稳定少动，导致两个地区出现局地性强降水，
化及预报，并选取发生在这个时间段内的一次降水 小时累积降水维持在 10~20 mm。降水过程时间段
过程进行诊断分析。选取的降水过程时间段为世 为 10 日 12:00 至 11 日 18:00，较强降水集中在 10 日
界时 10 日 12:00 至 11 日 18:00，其中降水强度较大 夜间，根据此次降水的范围，选取区域（103. 0°E-
的时段集中在 10 日 18:00 至 11 日 00:00，作为本文 108. 5° E，27°N-34° N）作为均方根误差评估和降
累计降水预报关注的时间段。 水评分的区域，且降水个例诊断选取的是 2019 年 7
3. 1 批量试验结果 月 10 日 18:00 起报的逐小时预报结果，预报时效为
四组试验在连续一周循环同化中的分析场和 12 h。
12 h 预报场相对于 PrepBUFR 资料的平均均方根误 3. 2. 1 定量降水评估
差如图 4，展现了各组试验的各个变量在各高度层 将中国自动站与 CMORPH 降水产品融合的逐
的偏差情况。对于分析场［图 4 实线］，Bld_mix 试 时降水量数据作为实况降水，对试验的降水预报效
验的 UV 变量在 400 hPa 以下均优于其他对照试验， 果进行检验。从降水发生时段循环平均的 FSS 和
温度场在 700~500 hPa 偏差最小，湿度场在 850 hPa FAR 两种评分来看，引入了 Blending 方案的 Bld_