2008年初湖南低温雨雪冰冻过程的超级集合预报试验

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本文基于TIGGE资料下欧洲中期天气预报中心(ECMWF)、日本气象厅(JMA)、美国国家环境预报中心(NCEP)和中国气象局(CMA)四个中心全球集合预报模式的集合预报结果,对2008年初低温雨雪冰冻过程期间湖南地面气温和500hPa位势高度以及中低层逆温、西南急流分别进行24-168h预报时效的多模式超级集合预报试验,对各个中心模式、超级集合预报的预报技巧进行了评估。集成方案包括简单集合平均、固定训练期超级集合、滑动训练期超级集合。结果表明,对于湖南地面气温,ECMWF的预报误差最小,预报效果最好,JMA、NCEP次之,CMA的预报效果最差,并且各个单模式对湖南低温雨雪冰冻过程的预报效果不理想,都没有达到冬季的平均水平。滑动训练期超级集合预报明显降低了湖南地面气温预报的均方根误差,所有时效的预报效果都优于最好的单个中心和固定训练期超级集合预报,特别是随着预报期的延长,预报效果的改善更加明显。此外,滑动训练期超级集合预报最稳定,预报误差逐日变化小。在湖南地区,为了使预报误差达到最小,对于24-72h预报时效滑动训练期超级集合预报的滑动训练期可取50天左右,对于96-168h预报时效的滑动训练期取2个月以上。对于500hPa环流形势,ECMWF的预报效果最好,CMA的预报效果最差,NCEP的预报效果比JMA的要好。各中心模式都是24h预报效果较好,与实况偏差较小;随着预报时效的延长,对于槽脊强度和位置预报的偏差逐步加大,到168h时,大部分中心的预报结果误差都很大,基本不可用;而滑动训练期超级集合预报的预报效果优于最好的单模式预报,24-96h预报结果与实况吻合,120-168h的预报效果略有下降,对环流强度的预报较实况略偏弱,而对环流中心和脊区、槽区的位置预报与实况基本一致。对于700hPa和850hPa之间的逆温层,单模式和滑动训练期超级集合预报都能预报出逆温层的存在和减弱、消失,但是在强度和范围上有偏差,随着时效的延长,预报偏差越来越大;滑动训练期超级集合预报技术在短时效上没有表现出明显的优越性,但是在长时效上的预报效果要明显优于单模式。在四个中心中,JMA对湖南上空700hPa至850hPa之间气温差的预报误差最小,滑动训练期超级集合的预报误差小于最好的单模式。对于700hPa西南急流,ECMWF的24-96h预报、JMA的24-48h的预报结果与实况偏差不大,而滑动训练期超级集合预报效果总体上较好,所有时效都预报出了西南急流的存在。在四个中心中,ECMWF对湖南上空700hPa风场的预报误差最小,滑动训练期超级集合的预报误差在大多数时效小于最好的单模式,在个别时效与最好的单模式相当。
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