熱帶氣旋奇異向量在GRAPES全球集合預報中的初步應用

作者：霍振華,劉永柱,陳靜,李曉莉,瞿安祥

摘要：基于副熱帶奇異向量的初值擾動方法已應用于GRAPES(Global and Regional Assimilation PrEdiction System)全球集合預報系統,但存在熱帶氣旋預報路徑離散度不足的問題.通過分析發現,熱帶氣旋附近區域初值擾動結構不合理導致預報集合不能較好地估計熱帶氣旋預報的不確定性,是路徑集合離散度不足的可能原因之一.通過建立熱帶氣旋奇異向量求解方案,將熱帶氣旋奇異向量和副熱帶奇異向量共同線性組合生成初值擾動,以彌補熱帶氣旋區域初值擾動結構不合理這一缺陷,進而改進熱帶氣旋集合預報效果.利用GRAPES全球奇異向量計算方案,以臺風中心10個經緯度區域為目標區構建熱帶氣旋奇異向量求解方案,針對臺風"榕樹"個例進行集合預報試驗,并開展批量試驗,利用中國中央氣象臺最優臺風路徑和中國國家氣象信息中心的降水觀測資料進行檢驗,對比分析熱帶氣旋奇異向量結構特征和初值擾動特征,評估熱帶氣旋奇異向量對熱帶氣旋路徑集合預報和中國區域24 h累計降水概率預報技巧的影響.結果表明,熱帶氣旋奇異向量具有局地化特征,使用熱帶氣旋奇異向量之后,熱帶氣旋路徑離散度增加,路徑集合平均預報誤差和離散度的關系得到改善,路徑集合平均預報誤差有所減小,集合成員更好地描述了熱帶氣旋路徑的預報不確定性;中國臺風降水的小雨、中雨、大雨、暴雨各量級24 h累計降水概率預報技巧均有一定提高.總之,當在初值擾動的生成中考慮熱帶氣旋奇異向量后,可改進熱帶氣旋初值擾動結果,并有助于改善熱帶氣旋路徑集合預報效果.

發文機構：中國氣象局數值預報中心 國家氣象中心

關鍵詞：熱帶氣旋奇異向量GRAPES模式集合預報Tropical cycloneSingular vectorsGRAPES modelEnsemble forecasts

分類號： P435[天文地球—大氣科學及氣象學]P457.8