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全球业务化海洋预报系统可为海洋防灾减灾、航行安全、生态系统保护和海上搜救等提供预报服务。海面风是驱动海浪的源,因此提供海浪业务预报服务的国家/机构一般与数值天气预报结合在一起开展。详细介绍了基于WAVEWATCH III?和WAM模式构造的全球海浪业务预报系统的参数配置。重点介绍了基于混合坐标海洋模式、欧洲海洋核心模式和模块化海洋模式开发的全球海洋环流业务预报系统的组成和参数配置。概述了基于社区海冰代码和新鲁汶海冰模式构造以及与海洋环流预报系统耦合在一起的海冰业务预报系统。最后对全球业务化海洋预报系统的发展方向进行了展望。 相似文献
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《地球科学进展》2016,(10)
中国全球业务化海洋学预报系统是国家海洋环境预报中心在国内首次构建的全球—大洋—近海3级嵌套的全球业务化海洋学预报系统体系,系统稳定高效业务运行,通过多种方式实时提供和发布全球多尺度多要素的海流、海浪、海温、海冰、海面风场等预报产品,实现了全球海域范围内从百公里级到公里级空间分辨率的一体化预报业务全覆盖。全球业务化海洋学预报系统从全球尺度、大洋尺度到中国周边海域包括8个子系统:全球海面风场数值预报子系统、全球海洋环流数值预报子系统、全球海浪数值预报子系统、全球潮汐潮流数值预报子系统、印度洋海域海洋环境数值预报子系统、极地海冰数值预报子系统、中国周边海域精细化海洋环境数值预报子系统、全球海洋环境预报业务化集成支撑子系统。该系统紧密结合我国经济社会发展和军事保障需求,在"雪龙号"极地遇险脱困预报保障、马航MH370失联飞机搜救预报保障、"蛟龙号"多次深潜海试预报保障、日本福岛"3.11"地震海啸核泄漏影响评估等重大事件的预报保障任务中发挥了至关重要的作用,为我国实施海洋强国战略,维护国家海洋权益、保障涉海安全生产、应对海上突发事件等提供有力的科技支撑。 相似文献
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全球海洋再分析产品的研究现状 总被引：4，自引：3，他引：1
随着海洋观测资料的积累和日益丰富,以及海洋数值模式与数据同化方法的不断发展,利用同化系统将海洋数值模式和历史观测资料结合起来,对重构海洋过去的演变以形成再分析资料的作用和意义越来越显著。再分析产品为人们深入了解多时空尺度的海洋运动和探究海洋在气候变化中的作用提供了不可替代的资料基础。受海洋模式与数据同化方法的发展水平和庞大的计算资源需求等方面的限制,全球海洋再分析产品主要由海洋科技强国制作与发布。就当前国内外一些主要的全球海洋再分析计划及其产品进行分析,对各产品的特点及应用中存在的一些问题进行介绍,最后对全球海洋再分析产品未来的发展趋势进行了展望和讨论。 相似文献
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《地球科学进展》2019,(11)
云和降水区微波观测包含大量与天气系统,特别是台风、暴雨等灾害性天气系统发生发展密切相关的大气信息,因此微波资料的全天候同化应用成为当前数值预报领域的热点研究问题。过去20年间,全球几大数值预报中心逐步开展了全天候同化技术的研究和业务应用,证实了全天候卫星微波观测资料能够改进模式中的质量、风场、湿度以及云和降水场的初始信息,从而改进数值预报模式的预报效果。通过梳理和评述全天候卫星微波观测资料同化方法,分析其中的关键技术问题和目前存在的困难和挑战,为未来在我国数值天气预报领域开展全天候同化研究提供依据。随着我国新一代数值天气预报模式的发展应用,加强我国全天候资料同化技术的研究将会在业务中发挥更大的科学效益和应用效益。 相似文献
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海洋可预报性和集合预报研究综述 总被引：1，自引：0，他引：1
海洋是高度复杂的非线性动力系统,由于海洋初值和数值模式本身存在无法避免的误差,海洋数值预报具有不确定性。通过理解和认识海洋不同时空尺度运动的特征和规律,定量估计和预测海洋动力系统的可预报性,研究预报误差产生的原因及其增长和传播机制,探讨减小预报误差的方法和延长可预报时限的途径,对于改进海洋预报系统、提高预报技巧,具有重要意义。系统回顾了海洋可预报性及其应用的研究进展,论述了海洋可预报性的概念、分类以及国内外的研究现状,其中重点介绍了常用的奇异向量法、李亚普诺夫指数法和繁殖向量法等3种动力学方法以及海洋集合预报研究现状,最后对海洋可预报性的未来发展方向和应用前景给以展望。 相似文献
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海洋生态预报的复杂性与研究方法的讨论 总被引：1，自引：1，他引：0
海洋生态动态预报预测研究已经成为海洋科学乃至地球系统科学领域中的热点问题。比较深入地分析了海洋生态预报的复杂性、不确定性和实况监测资料严重不足等问题,为促进海洋生态预报研究的快速发展,借鉴中期数值天气预报的一些有效方法,提出以下建议：①加深理解海洋生态系统的非线性动力学特征,深入开展随机-动力耦合的海洋生态系统模型研究;②加强海洋生态集合（ensemble）预报和综合预报方法研究;③大力促进卫星遥感信息的海洋生态应用研究,加强资料同化研究和反问题研究方法的应用,努力发掘各种信息资料的预报应用。 相似文献
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云分析预报方法研究进展 总被引：2，自引：1，他引：1
云作为地球大气系统的重要组成部分,不仅影响着气候变化和天气系统的发展演变,还与航空活动密切相关,一直以来是空军和民航部门非常关注的气象要素之一。在云探测、资料同化和反演方法发展的基础上,从实际业务保障和数值模式发展需求出发,综述国内外云分析、预报方法和云分析预报系统开发的研究成果,分析各类方法的优势和不足,明确国内外研究的主要差距,并探讨国内未来研究的方向。云分析方法中,探空对云廓线识别较好,卫星可见光和红外资料在云顶信息反演方面优势明显,多普勒雷达能够获取对流层中层和底层的云信息,而毫米波雷达能够很好地反映云三维结构信息,发展潜力巨大。云预报方法中,传统的统计和诊断方法发展较为成熟,而考虑了大气温湿和云微物理状况的大气辐射传输模式正演模拟云顶亮温的方法是未来的发展趋势。加强云探测技术,综合利用云分析预报方法,借鉴国外先进云分析预报系统的设计理念,积极开发我国自主的云分析预报系统,推动天气预报、航空气象保障和数值预报模式的发展将会是我国云研究的重要方面。 相似文献
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《地球科学进展》2020,(6)
以数值预报技术为主的天气预报由于存在大气运动规律认识和表达、观测资料同化应用、模式物理参数化等方面的不足,导致误差。人工智能技术基于大数据学习的优势为天气预报的改进和技术革命提供了新的可能。从人工智能的发展背景、人工智能技术在天气预报中的应用现状以及未来的发展趋势等方面进行了重点阐述,提出了人工智能技术与数值预报相融合的天气预报技术发展思路。特别指出,未来的天气预报人工智能算法需要着眼于导致预报不确定性的非线性、混沌性的大气运动特点,不仅要完善基于数据驱动的输入—输出映射的框架,更要从数学与物理学的本质出发,实现数学、物理的混合建模,在实现人工智能理论突破的同时,推动天气预报瓶颈问题的解决。 相似文献
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《地球科学进展》2016,(3)
气候模式是定量研究气候演变规律、预测或预估未来气候变化的重要工具。提高气候模式空间分辨率并改进相应的物理参数化过程,是改善模式性能的重要途径之一,对于认识气候变化规律、提高气候预测能力具有重要作用。在阐述发展全球高分辨率气候系统模式重要性的基础上,对当今国内外高分辨率气候系统模式的研究进展进行总结,介绍全球高分辨率气候系统模式研发和评估的现状及其存在的问题,并着重讨论了制约当前高分辨率气候系统模式发展的关键科学问题和技术瓶颈,其中包括高分辨率海洋和大气模式动力框架的研制和大规模高性能并行计算、次网格物理参数化过程的改进,以及中尺度海气相互作用等。同时,还介绍了国际耦合模式比较计划第六阶段中的高分辨率模式比较子计划的科学目标及其试验设计方案。最后对未来我国全球高分辨率气候系统模式的发展和评估进行了展望。 相似文献
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利用WRF3D-Var同化多普勒雷达反演风场试验研究 总被引：2，自引：0，他引：2
为了将C波段雷达风场资料更好地应用于数值预报模式中,利用两步变分法反演多普勒雷达风场资料,并处理成标准的常规探空资料,以WRF模式及其三维变分同化系统为平台,针对2013年6月19日发生在天水的一次强暴雨过程进行同化雷达反演风的试验研究.试验结果表明:同化雷达反演风场后,对降水预报的改进能维持12h,尤其同化雷达反演风场后3~9h效果非常显著;0~3h作用不是很明显;9~12h预报具有一定的正作用.另外,循环同化比同化一次效果好,但并不是同化次数越多越好.因此,同化C波段雷达反演风场后,对降水预报具有一定的正作用. 相似文献
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《地球科学进展》2017,(7)
随着区域气候模拟研究的不断深入,新一代区域气候模式CWRF因为其优异性能开始被广泛应用。从其对WRF物理过程的改良,模拟区域和侧边界条件的构建,个例模拟研究和与RegCM的模拟对比3个方面介绍CWRF模式在我国的发展与应用概况,说明CWRF在区域气候模拟中的准确性和先进性。探究了CWRF模式在国内的两大发展前景:一是在CWRF模式中引入更为准确的物理过程参数化方案,并可进行有机组合实现优化集成气候预报;二是把CWRF与全球气候模式嵌套,进行短期气候的业务预报和长期气候变化及其影响的预测评估。梳理和归纳CWRF模式在我国的应用现状,展望CWRF模式本土化的发展趋势,为CWRF模式的使用和研究提供有意义的参考。 相似文献
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《地球科学进展》2016,(5)
中国Argo计划组织实施15年以来,在太平洋和印度洋等海域布放了350多个剖面浮标,建成了我国Argo大洋观测网,并建立了针对Argo剖面浮标的资料接收、处理和分发系统,利用Argo资料开发了多个数据产品,在一定程度上推动了国内海洋数据的共享进程。海量的Argo资料已成为我国海洋和大气科学领域基础研究及业务化应用的主要数据源,特别是在热带气旋(台风)、海洋环流、中尺度涡、湍流、海水热盐储量与输送、大洋水团以及海洋、天气/气候业务化预测预报等方面取得了一批重要的研究和应用成果。随着国际Argo计划由"核心Argo"向"全球Argo"拓展,我国Argo大洋观测网的长期维护和持续发展面临巨大挑战,应紧紧抓住这一难得的机遇,利用国产北斗剖面浮标在南海及邻近我国的西北太平洋和印度洋海域建成Argo区域海洋观测网,为应对全球气候变化及防御自然灾害,更多地承担一个海洋大国的责任和义务。 相似文献
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热带太平洋海洋环流与暖池的结构特征、变异机理和气候效应 总被引：3，自引：0，他引：3
热带西太平洋暖池是引发强烈的大气对流、驱动Walker环流和Hadley环流系统的主要热源之一,对全球、尤其是东亚气候有重要影响。针对我国在提升气候预测水平方面的重大和迫切需求,国家重点基础研究发展计划项目"热带太平洋海洋环流与暖池的结构特征、变异机理和气候效应"于2011年7月正式立项。项目拟解决的关键科学问题包括:①调控暖池形成和变异的海洋环流多尺度相互作用过程;②海洋动力过程在暖池热盐结构变异中的作用及其机理;③暖池变异对不同类型El Nio影响机理的异同和对东亚季风变异的调制机理。围绕上述关键科学问题,项目将以暖池变异为中心,关注影响和控制暖池结构与变异的关键海洋过程,以及暖池海气相互作用影响ENSO循环、东亚季风年际变异的过程和机理,重点组织开展以下3个方面有针对性的调查研究:①热带太平洋环流和暖池的结构和变异特征;②热带太平洋环流与暖池相互作用的关键过程和机理;③暖池变异的海洋—大气耦合过程及其气候效应。在此基础上,项目将力争阐明暖池影响东亚季风和我国气候变异的过程、机理与敏感区,改进模式的混合参数化方案,提出有效提高ENSO预报技巧的同化方案,为我国短期气候预测能力的提高提供科学支撑。 相似文献
18.
集合卡尔曼滤波（Ensemble Kalman Filter,EnKF）方法已广泛应用于地下水水流和污染物运移模拟相关问题的求解。但前人研究多建立在同化系统预报模型是准确的基础上,忽视了模型概化的不确定性。当模型概化不准确时,将导致预报偏差,可能带来错误的系统估计。因此,文章提出考虑模型预报偏差的迭代式集合卡尔曼滤波（Bias aware Ensemble Kalman Filter with Confirming Option,Bias-CEnKF）方法。以地下水水流数据同化为例,研究模型概化存在不确定条件下,边界条件、初始条件、源汇项概化不准确时新方法的有效性。结果表明,当预报模型概化不准确时,使用标准EnKF方法进行数据同化,可能会导致滤波发散,造成同化失败。Bias-CEnKF方法不仅保留了较好的同化性能,同时减小了参数、变量、偏差项非线性关系带来的不一致性。针对文章中4种情景,Bias-CEnKF同化获得的含水层渗透系数场以及水头场均接近真实场,且预报结果可靠。本研究进一步提升了模型概化不确定时EnKF方法的适用性,为实际野外复杂条件下地下水水流数据同化问题提供了可靠的方法。 相似文献
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2013年1月29日,广西海洋局出台了《广西海洋观测预报业务体系发展规划（2011-2020）}（以下简称《规划》）。《规划》的出台,为全面加强广西海洋观测预报业务能力建设,建立高效的运行机制,促进海洋观测预报业务体系的持续、健康、稳定发展提供了有力依据,为广西沿海社会经济建设提供更加有效的服务保障。 相似文献
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基于数值大气模式WRF、三维变分数据同化WRF-3DVar、河北雨洪模型以及实时校正模型ARMA,在北方半湿润半干旱地区的大清河流域构建了陆气耦合洪水预报系统,并利用2012、2013年发生的3场降雨洪水,对系统的降雨洪水预报结果进行分析。结果表明:雷达反射率与GTS数据的同时同化,可有效改善数值大气模式对中小尺度流域的降雨预报效果,从而降低系统的洪水预报误差,ARMA模型的应用,能够进一步提升系统的洪水预报精度,随着预见期的延长,系统的预报精度下降,但系统在6h预见期内仍表现出较好的应用效果。因此,在数据同化和实时校正的"双校正"模式下,陆气耦合洪水预报系统在延长洪水预报预见期的同时,具有较高的洪水预报精度,具有一定的应用前景。 相似文献