动力延伸(预报的季节变化和误差分析月)

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1、第2I卷第2期大气科学Vo1．21．No2I997年3爿SCIENTIAATMoSPHERICASINICAMarchI997动力延伸(月)预报的季节变化和误差分析r／张道民纪立人李金龙P／4～⋯删)。／平相关系数北半球各个季节的平均都明显高于持续性预报和气候预报。一关键词动力延伸预报系统差一季鍪弦扳l引言由于国民经济建设、交通运输特别是农业生产的需要，人们希望能得到一个月乃至更长时间的客观定量的数值预报产品。然而由于大气内在的不稳定性、数值模式的近似和模式物理过程的不完善等，目前还很难得到两周以上有使

2、用价值的逐日动力预报结果。但是在现有条件下，人们可以得到未来两周以上，一个月乃至更长时间的平均天气变化趋势，即所谓的平均预报。我们曾经作过一个月动力延伸预报试验IlJ，本文是在文献【1】工作的基础上较系统地做了更多的例子，检验了预报结果，比较了不同季节的预报差异，分析了模式的气候漂移，用模式的系统误差对所得延伸预报结果进行了订正，井将所有结果同气候预报和持续性预报作了比较，还就某些问题进行了讨论。在文献[1]中我们已指出，在由逐日预报求月平均预报时用加权平均代替通常所采用的算术平均方法可以使月预报得到较

3、明显的改善，下面给出的动力预报都是加权平均预报的结果(权重W=1+(15．5一N)／15．5，N为预报时间(d))。2模式简述和初始资料本文所采用数值预报模式是中国科学院大气物理研究所在ECMWF基础上发展的全球谱模式J，模式的谱展开用三角形截断，水平方向取42个波，垂直方向分为9层(简称T42L9)，模式的动力框架采用静力扣除方案，即将某些预报变量(温度和地面气压lnP．)和诊断变量(位势高度)分为由参考大气所决定的基本变量及对基本变量的偏差(或扰动)量，在积分过程中只预报这些变量的偏差量，由于这些偏

4、差量比基本量小的多，而且比较光滑，这样可以加速谱展开的收敛性，减小空间截断误差，提高1995—02—06收到，I996—04—04收到修改稿·奉文是中国科学院重大应用项目KY85—10主持下完成的42大气科学21卷计算精度。模式中包含了辐射、垂直扩散、地面过程、大尺度凝结和积云对流参数化(包括深层对流和浅层对流)及次网格尺度地形重力渡阻参数化等各种非绝热物理过程，这些物理过程除辐射外，基本以l987～1988年ECMWF的方案为基础适当做了少量的修改。模式用1994年3月到1995年2月由国家气象中心提

5、供的垒球客观分析资料，以每月1号及其前后各一天(每月共3d)20点的资料为初始场，共36个例子，对这些初始场都积分了30d。3动力延伸预报试验结果我们将逐日预报结果中的高度场，在不同时段取平均，得到不同时段平均的高度场，对此进行检验，井同持续性预报和气候预报进行了比较，其结果分述如下。3．1预报结果检验评分对月预报国际上通常采用高度距平相关系数和均方根误差衡量预报质量，为便于比较我们用这两个量来检验我们的预报结果，表1分别给出了北半球(20～90。N)、南半球(20～90。S)和与我们关系较密切的亚洲地

6、区(50～l50。E，2060。N)在不同季节(每季平均9个例子)的500hPa30d平均预报高度场R和口(单位：T'I1，下同)。由表1可以看出，就年平均而言，北半球与南半球评分相近，北半球略好些，而东亚地区则好干整个北半球的平均。从表违可以看出，不论南半球还是北半球评分随季节明显变化，夏季较低，冬季较高，但在较低的夏季也小，而在较高的冬季却较大。这主要是因为冬季系统径向度较大，等值线较密，而夏季则相反，因此冬季槽脊位相不同造成的误差要比夏季大得多。图l为南、北半球30d平均预报500hPa距平相关系

7、数的逐个例子(从1月到l2月排序)的变化曲线，可以看出随个例的不同变化较大。北半球R较低的例子主要是在北半球春末的5月，而南半球主要集中在南半球的夏季末的2月前后。3．2动力预报与持续性预报的比较这里的持续性预报分为两类，一是以上月平均实况高度距平为预报的持续性预报(简称距平持续预报)，二是以上月平均实况高度为预报的持续性预报(简称高度持续预报)。它们的检验结果如表2所示。预十例预报十侧1500hPa30d平均预撤R连例变化曲线。(a)北半球；(b)南半球2期张道民等：动力延伸(月)预报的季节变化和误差

8、分析表l500hPa30d平均预报检验北半球南半球、l洲-一R3～5月0．488496037】61_504044086～8月0382438058】69】05】434O9～【】月0．4515260509656066836O】2～2月055967903626390593496年平均0470535045665O054540l表2500hPa30d平均持续性预报检验结果北半球南半球距平持续高度持续距平持续高度持续R3～5月0【32552022292