GRAPES區域集合預報條件性臺風渦旋重定位方法研究

作者：吳政秋,張進,陳靜,龐波,夏宇,陳法敬

摘要：為了在集合預報中更合理描述臺風渦旋中心定位的不確定性,采用2009-2018年中國氣象局和日本氣象廳臺風最佳路徑數據,分析臺風最佳路徑渦旋中心定位的不確定性特征,在此基礎上設計條件性臺風渦旋重定位方法(Conditional Typhoon Vortex Relocation,CTVR),構建集合成員臺風渦旋中心重定位閾值條件、臺風渦旋分離數學處理及渦旋重定位等數學處理過程,利用中國氣象局數值預報中心區域集合預報系統(Global/Regional Assimilation and Prediciton System-Regional Ensemble System,GRAPES-REPS)對2018年西北太平洋上的3個臺風(1808號"瑪莉亞"、1824號"譚美"和1825號"康妮")進行軸對稱結構和軸對稱+非對稱結構條件性臺風渦旋重定位兩種方案的集合預報試驗和檢驗評估。結果表明:(1)中國氣象局和日本氣象廳臺風最佳路徑誤差平均值為13.72 km,可視為臺風渦旋中心定位不確定性的合理估計值;(2)統計檢驗結果和典型個例分析表明,采用軸對稱結構和軸對稱+非對稱結構條件性臺風渦旋重定位方法的臺風集合預報路徑誤差及集合預報一致性結果比較接近;(3)條件性臺風渦旋重定位方法可以有效改進GRAPES-REPS區域集合預報臺風路徑概率預報效果,如臺風路徑集合預報平均誤差有所減小,集合預報一致性(路徑離散度與路徑均方根誤差比值)增大,特別是預報初期概率預報效果改進更為顯著,而預報中后期改進有限;(4)通過對"瑪莉亞"臺風集合預報診斷分析發現,經過條件性臺風渦旋重定位后,各集合成員的臺風路徑誤差在預報初期明顯減小且路徑收斂,但隨著預報時效的延長臺風路徑逐漸發散。應用條件性臺風渦旋重定位方法后,臺風渦旋環流與大尺度環境場仍然比較連續協調,且臺風渦旋環流外的大尺度環境場具有一致性特點,最低氣壓誤差、最大風速誤差和降水預報技巧基本不變。可見,條件性臺風渦旋?

發文機構：成都信息工程大學 中國氣象局數值預報中心 南京信息工程大學

關鍵詞：臺風渦旋中心不確定性條件性臺風渦旋重定位GRAPES區域模式集合預報Typhoon vortexCentral uncertaintyConditional typhoon vortex relocationGRAPES regional modelEnsemble forecast

分類號： P435[天文地球—大氣科學及氣象學]