(完整版)数值天气预报基本问题及展望

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10~30d延伸期天气预报领域中存在的问题及前景展望-4页word资料

10~30d延伸期天气预报领域中存在的问题及前景展望-4页word资料

10~30d延伸期天气预报领域中存在的问题及前景展望在当前天气预报过程中,10~30d延伸期预报是“无缝隙预报”中的难点。

它的理论基础并不完善,在进行预报的过程中存在着太多复杂性问题,但它的作用又十分明显和有效,以此,对0~30d延伸期在天气预报中的运用一直是全球性的探究问题,本文就以10~30d延伸期天气预报领域中存在的问题及前景展望进行探究。

一、延伸期预报的含义和重要性现在天气预报内容主要有短时预报、中期预报和月尺度以上的气候预测。

其中短期预报指未来0~12小时之内的天气变化的预报;中期遇到则指4~10d的预报;在对天气预报和气候预测过程中,0~30d延伸期预报是天气预报的一个重大难点。

延伸期预报对自然灾害的预测和放在措施的及时开展具有重要意义。

延长对灾害性、转折性和关键性的天气预报是现今天气预报部门工作中需要继续解决的问题。

直到现在位置,在全球范围内天气预报业务中还存在着延伸期预报的困难性。

深入研究10~30d延伸期天气预报对社会的发展和社会的稳定具有重要意义,而且具有重要的科学价值。

二、延伸期预报中存在的问题2.1物理性质对延伸期预报的影响中纬度西风带的大气平均30d左右就能够环绕地球一圈,而大尺度的对流层扰动能力则在7~14d的时间内就能环绕地球一圈。

在延伸期的天气过程中,整个地球大气系统在相互作用,彼此间相互影响,极有可能引发“蝴蝶效应”。

因为大气运动在空间中的多尺度性和时间上的周期性,来自地球内部的上热传导和放射性效应可以忽略掉,而且因为大气位能转换成功所需要的时间与摩擦引起的动能消耗时间相等,所以它需要的能量可以依靠大气自身的位能转化来维持,从而不需要与外界进行能量的交换。

延伸性预报主要是对大气系统初值的记忆和总结,然后将其数字化和书面化,从而得到天气状况。

但由于延伸期预报需要更长时间的初值记忆,其所需要的能量不能仅仅依靠大气自身的位能进行转化,所以延伸期预报具有能量不足这一特点。

对我国天气预报业务几个问题的思考

对我国天气预报业务几个问题的思考

对我国天气预报业务几个问题的思考中央气象台台长矫梅燕1、分析天气预报业务所面临的问题天气预报业务发展的根本目标是不断提高预报准确率。

但是应该看到,面对着我国气象服务的需求和发达国家的发展经验,我们的预报业务能力存在着明显的差距。

主要表现在:一是预报的精细化程度不高,特别是中小尺度突发性灾害天气的监测和短时预警业务能力十分薄弱,暴雨等强天气的定量预报能力不足,远不适应防灾减灾的国家需求;二是标志着天气预报科技水平核心预报技术的数值预报的水平,与发达国家的差距巨大,尽管我国的数值预报业务已经历了二十多年的发展,但尚未走上一条可持续发展的道路;三是天气预报的业务技术体制不完善,适应现代天气预报业务和精细化气象服务需求的预报技术路线、业务技术系统尚未完全建立,业务布局与分工及业务流程等尚不够明晰;四是天气预报业务的人才队伍严重不足,专家型预报员队伍尚未真正建立起来。

针对天气预报业务存在的问题,天气预报业务体系的建设应围绕着数值预报的持续发展、专业化的预报业务和技术体系建设、五级台站集约化业务流程与分工以及预报专家队伍建设等问题来逐步推进。

2、关于数值预报的持续发展问题总结我国数值预报发展的不足,借鉴发达国家的经验。

个人认为,国家数值预报业务要尽快走上可持续发展的道路,也就是要建立起具有自主发展完善能力的数值预报模式系统,实现对模式系统持续性地改进提高,才能逐步形成我国数值预报的科技优势。

现阶段模式发展要重点围绕变分同化技术和资料应用展开,着力解决观、探测资料的质量控制到模式同化应用等系统性研发问题,推动资料应用与模式研发的专家及业务科研单位间的联合合作,尽快实现多元卫星遥感资料及雷达、GPS等多种非常规资料的同化应用,提升多种气象观测资料的应用能力。

在模式物理过程方面,目前要加强相应的科研工作,做好科技储备。

3、关于发展专业化预报业务和技术体系问题在业务体系方面,预报的精细化需要建立在专业化的业务体系上。

影响气象预报准确率的因素及改进措施

影响气象预报准确率的因素及改进措施

影响气象预报准确率的因素及改进措施摘要:在气象服务工作中,多数气象用户不能正确理解天气预报误差,这将对其正确决策产生不利影响。

文章对天气预报误差进行分析,探讨其改进的措施。

关键词:气象预报;准确率;影响;因素;措施引言气象预报是一项专业性很强的技术活,同时气象预报还是一种让人无法控制的自然现象,因此,要想对气象的发生作出一定的预报,就能使误差减小。

但是,随着气象预报的发展,人们对气象的变化的预报准确率已经有了很大的提升,气象预报的误差开始逐渐缩小。

一、影响和制约气象预报准确率的因素(一)气象监测信息获取不全面气象局观测站其根本使命是积攒长期稳定牢靠且具备准确性、代表性与对比性的气候观测材料,用于气象顶报监测的系统关键为地面巩固监测与肉眼目测等,实施业务人员昼夜持续守班,实行每1h一次定时观测,以每天24次观测记录实行报表统计与上报。

在时间观测上,监测信息的获得是固定而不是持续性的,况且所有监测站点的分布虽在逐渐加密但还会存在空间间隔,若是大气变化碰巧出现在这此时空或空间间隔中,就会导玫获取的监测信息缺失现象,进而干扰气象顶报顶测的准确率。

(二)气象预报分析技术急需提高气象顶报关键是利用对大气运动规则的监测,获得有关数据后,运用数字与物理学知识实行全方位的分析,最终得出结论,其分析技术依靠与受限于数学与物理学的发展。

气象局是观测员按时对上级指导顶报产品实行订正顶报,而后发布气象顶报产品,订正顶报一样是需求综合利用不同诊断分析、顶报技术与方法,在顶报业务方面,观测与顶报有着必定的联系,可是只凭观测员现有业务能力与知识层面还不可充分掌握气象顶报分析技术。

(三)气象观测环境受限制根据我国相关气象法律对气象观测站点四周环境的明确规定,气象观测站应创建在较为空旷的地带,四周不能有高大建筑物遮挡等。

但是,因为城市扩建等方面影响,近年来城市建设规模加快,观测场四周超限开发,影响与破坏气象观测环境与设施等行为屡禁不止,气象观测环境遭受影响和破坏的现象日益突出,影响严重的测站不得不迁移站址,直接影响着该地区气象观测资料的连续性和代表性,这也是近此年影响大气顶报顶测准确率的重要因素之一。

2024年气象知识竞赛问答题

2024年气象知识竞赛问答题
遇到雷雨时可以在大树下躲雨,对吗(C)
A、附近有棵大树枝茂叶盛,正好躲雨
B、爬在树上远离地面
C、不可在大树下躲雨
暴雨天,室外积水漫入室内时,室内电源应立即(A)
A、切断,防止积水带电伤人
B、电源照常使用
C、关掉所有电器
坐汽车时遇到强雷电,下列哪种措施是正确的(B)
A、迅速开门下车
B、安稳地坐在车里
C、打开车门,但不下车
10.气候异常:正常气候起伏中出现的明显反常现象。主要由气候因子的配置发生较大变化所致。常导致人类及动植物的不相适应,而影响人类社会活动及生产活动,危及动植物的正常生长发育等。
11.二十四节气:二十四节气是根据地球在环绕太阳运行的轨道上所处位置划定的,属于阳历的范畴。地球绕太阳公转一周为360度,以春分时为0度,清明时为15度,以后每隔15度为一个节气,其日期在阳历中是基本固定的。二十四节气是中国历法的独创,是我国古代科学文化的辉煌成就之一。
13.我们平常所说的和风细雨,风力在几级时被称为和风?(4)
14.一年有四季,分别是春夏秋冬,从气象角度来说,每五天为一候,当候平均温度达到多少度时,表示春天已经到来. (候平均气温≤10℃ 冬季,10~22℃ 春季,≥22℃ 夏季,22~10℃ 秋季)
15.根据气象规定,国家基本站每天要观测四次,这四次的观测时间分别在什么时间?
4.小气候 小气候是在具有相同的大气候背景的范围内,在局部地区,由于地形方位、土壤条件和植被不一致,使该地区具有独特的气候状况。小气候的特点,主要表现在个别气象要素变化剧烈,以及个别天气现象上的差异。
5.城市气候 在大气候或区域气候的背景条件下,由于城市化的影响而形成的一种局地气候或小气候。城市气候呈现出所谓“五岛”的特征,即“热岛”、“湿岛”、“干岛”、“雨岛”、“混浊岛”。

数值天气预报数值天气预报复习.docx

数值天气预报数值天气预报复习.docx

数值天气预报第一章1、名词解释数值天气预报:所谓数值天气预报,就是在给定初始条件和边界条件的情况下,数值求解大气运动基本方程组,由已知的初始时刻的大气状态预报未来时刻的大气状态。

因此,大气运动基本方程组是制作数值天气预报的基础。

初始条件:初始条件就是初始时刻各因变量(即气象要素)的空间分布。

其一般形式为u=u(x,y,z,O) v=v(x,y,z,O)t=0, w=w(x,y,z,O)p=p(x,y,z,O)T=T(x,y,z,O)边界条件:边界条件就是所研究区域的大气边界上气象要素应满足的条件。

研究全球范围的大气运动,如果大气内部各气象要素都是连续的,则只需给出大气的下边界条件和上边界条件;如果大气内部存在不连续面,则还需给出内边界条件。

尺度分析:所谓尺度分析就是根据某种类型运动的特征尺度来估计基本方程组中各项数量级的大小,从而使方程组得到简化的一种方法。

特征尺度:物理变量的特征尺度是指某种类型运动所占据的空间范围、维持的时间、各场变量及时空变化的典型值。

大气模式:2、问答四种坐标系的优缺点?第二章1、名词解释地图放大因子:映像比例尺m是映像平面上的距离与地球表面上相对应距离的比值,称之为地图放大系数或地图放大因子。

正形投影:投影光源位于球心,映像面为圆锥面,映像面圆锥角为a (0<a<180),标准纬度为<Po 2、问答特点% —- *第二早1、名词解释平滑:所谓平滑就是用某点周围若干点的值进行加权平均来代替该点的值,经过这样处理的物理量场可以衰减或者滤掉短波分量。

2、问答什么是差分格式的相容性、收敛性和稳定性?它们之间的关系如何?答:截断误差是否随着网格距和时间步长趋于零而趋于零,称为解的收敛性问题。

舍入误差是否随着网格距和时间步长趋于零而在整个求解区域内保持有界,称为解的稳定性。

相容性、收敛性和稳定性之间的关系,即为克拉斯等价定理:对于一个线性微分方程的适定初值问题,若其差分方程和微分方程是相容的,则稳定性是收敛性的充分必要条件。

数值天气预报简介

数值天气预报简介

数值天气预报数值天气预报(Numerical Weather Prediction, NWP)是根据大气实际情况,在一定初值和边值条件下,通过数值计算,求解描写天气演变过程的流体力学和热力学方程组,预报未来天气的方法。

和一般用天气学方法、并结合经验制作出来的天气预报不同,这种预报是定量和客观的预报。

预报所用或所根据的方程组和大气动力学中所用的方程组相同,即由连续方程、热力学方程、水汽方程、状态方程和3个运动方程(见大气动力方程) 共7个方程所构成的方程组。

方程组中,含有7个预报量(速度沿x,y,z三个方向的分量u,v,w和温度T,气压P,空气密度ρ以及比湿q)和7个预报方程。

方程组中的粘性力F,非绝热加热量Q 和水汽量S一般都当作时间、空间和这7个预报量的函数。

通过高性能计算机求解方程组,获得未来7个未知数的时空分析,即未来天气分布。

数值天气预报与经典的以天气学方法作天气预报不同,它是一种定量的和客观的预报,正因为如此,数值天气预报首先要求建立一个较好的反映预报时段的(短期的、中期的)数值预报模式和误差较小、计算稳定并相对运算较快的计算方法。

其次,由于数值天气预报要利用各种手段(常规的观测,雷达观测,船舶观测,卫星观测等)获取气象资料,因此,必须恰当地作气象资料的调整、处理和客观分析。

第三,由于数值天气预报的计算数据非常之多,很难用手工或小型计算机去完成,因此,必须要用高性能的计算机。

在中国,1982年开展数值预报业务。

目前数值预报已经成为各种业务天气预报的最重要的基础和持续提高业务天气预报准确率的根本途径。

在全球气候变化的大背景下,今年以来中国极端天气事件发生频繁,且呈多灾并发、点多面广的特点,并有多项局部地区灾害强度超过历史纪录。

其中包括南方暴雨洪涝,淮河流域性大洪水;北方多省局地强降雨;川渝地区继去年有气象记录以来最严重干旱,今年又最强降雨;北方和南方同时出现长时间、大范围高温干旱;今年雷击致人死亡为历年之最。

天气预报的基本思路和步骤(天气

天气预报的基本思路和步骤(天气
10km雾??8在分析预报理由时经常出现几个理由对应同一结论不一致的情况如500hpa槽发展与否有的有利有的不利此时不能简单采取少数服从多数的办法而应对其历史变化当前系统结构系统间相互作用等作细致分析确定矛盾的主要方面
天气预报的基 本思路和步骤
(天气学方法)
总的思路:
• 一调查,二分析,三预报: • 调查过去→分析现状→预报未来
一点说明: 只要能将预报结果按规定准确表达出来,写法 可以是各种各样的,没有统一规定一定要怎样写。 但由于填写预报单的目的、作用不同,在写法 上应有所区别:
• 日常服务——主要写明要素预报结论,通常不写预报理由。 • 天气日志——除要素预报结论外,还要有简单的理由(主 要是写结论性理由),便于以后作预报检查、天气小结等。 • 考核——要素、形势预报的结论和理由均要写,且预报理 由应比较充分,使考核者能从中了解你的预报思路和分析 问题的能力。 • 考核时,因为一次预报的准确性具有偶然性,故不能单纯 用要素预报准确情况来定成绩。一般具体要素预报得分比 重在50%以下,理由分析占一半或一半以上(即使预报有 出入,但理由分析充分、合理、没有矛盾,也可得分)。 当然理由与要素预报结论有联系,理由充分、合理,一般 预报结论也较准确。
(7)统计规律及指标的应用:
一般随季节、地区不同而异。
(8)高压轴向: (9)卫星云图、天气实况演变: (10条件和影响因子入手, 从各气象要素形成的条件和影响因子入手,进行 分析
1、云和降水 云和降水 (1)垂直运动条件:
a.分析空中槽、切变线、锋、低值系统等影响系 统的情况; b. 计 算 或 从 传 真 图 上 分 析 当 时 的 ω ,ζ 和 D850-D500等诊断量; c.分析数值预报结果: ω ,—Ⅴ·▽ζ等。

天气预报的数值模拟与预报技术研究

天气预报的数值模拟与预报技术研究

天气预报的数值模拟与预报技术研究天气预报是现代社会不可或缺的一项服务,在保障人民群众生产生活安全和社会经济发展中发挥着重要作用。

随着计算机科学技术的发展,数值模拟成为天气预报的重要手段之一。

本文将从数值模拟的基本概念、数值模拟的发展、数值模拟的应用以及未来数值模拟的发展趋势等几个方面探讨天气预报的数值模拟与预报技术研究。

一、数值模拟的基本概念数值模拟是指利用数值计算方法对某个物理问题进行模拟计算。

在天气预报中,数值模拟是指使用计算机模拟气象系统的运动和演化,利用大气动力学、热力学、辐射传输和化学反应等基本方程组,通过离散化的方法,将大气等复杂自然系统分解成一系列小区域进行精细计算,从而得出天气预报结果。

数值模拟的基本核心是数值模型。

数值模型是一个描述不同空间、时间尺度内气象变量的数学模型,是进行数值模拟的基础。

数值模型可以分为大气动力学模型、数值天气预报模型、高分辨率模型等。

其中数值天气预报模型是常用的数值模型之一,而国内最常使用的数值天气预报模型是中国气象局数值预报模式(CMA)。

二、数值模拟的发展数值模拟在天气预报中的应用可以追溯到20世纪50年代。

当时,美国气象学家Richardson开始尝试运用数学方法对天气系统进行模拟计算,从而开创了数值天气预报模型的研究之路。

60年代,英国气象学家Phillips最早提出了以质量守恒为基础的数值预报基本方程,并通过计算机模拟得到了第一批数值预报结果。

70年代初,欧洲气象中心(ECMWF)正式建立,开发出了世界上最早的数值天气预报模型,这标志着数值预报技术开始进入现代化。

近年来,人工智能技术在气象预报中得到了广泛应用。

例如,利用深度学习算法,可以更准确地预测沙尘暴、风暴等极端天气事件。

此外,基于云计算技术,国内外多个气象机构开发了自己的数值天气预报模型,实现了数值预报结果的快速更新和高精度预报。

三、数值模拟的应用数值模拟在天气预报中的应用已经非常广泛,可以预测天气变化趋势、降水、风、温度等气象要素。

关于提高天气预报准确率的思考与建议

关于提高天气预报准确率的思考与建议

关于提高天气预报准确率的思考与建议天气预报的准确性对一个国家或地区的经济发展和社会稳定都有着非常重要的影响。

在人们的日常生活中,天气预报也扮演着一个不可或缺的角色。

然而,正如我们所知道的那样,天气预报仍然存在一定的不准确性。

所以,在提高天气预报准确率的方面,需要我们继续不断地努力。

要想提高天气预报的准确率,我们可以从以下几个方面入手:一、加强天气数据的采集和处理天气数据是天气预报的关键。

如果采集和处理的数据不够准确和全面,那么所做出来的天气预报就很容易出现偏差。

因此,为了提高天气预报的准确率,我们应该加强对各种天气数据的采集和处理,以确保数据的准确和全面性。

例如,我们可以增加气象监测站点、拓展遥感监测手段、增加气象探空机的数量等等。

二、加强数据挖掘和分析当前,人工智能技术的发展已经为天气预报提供了新的方法和思路。

通过机器学习技术,我们可以将大量的历史数据和实时数据进行挖掘和分析,以便更准确地预测天气。

为此,我们可以建立一个完整的机器学习框架,采用人工智能技术对天气数据进行分析和处理,以期提高其准确性。

三、加强市场竞争竞争是推动技术进步和转化的重要因素。

在天气预报领域,正是由于市场竞争激烈,才有了新的技术、新的设备和新的方法。

因此,我们也应该鼓励通过不同方法进行天气预报的团队进行市场竞争,以提高预报准确性。

这种竞争不仅可以促进技术的发展,还可以推动天气预报市场的成熟和发展。

四、加强人工干预在实际的应用中,人工经验和专业知识都是不可或缺的。

通过对实时数据的不断观察和处理,天气预报员可以根据多年的经验进行判断和修正。

因此,加强天气预报员的素质培养和经验积累,强化其在天气预报中的作用,可以进一步提高天气预报的准确性。

综上所述,提高天气预报准确率需要我们从多个方面入手。

通过加强天气数据的采集和处理、使用人工智能技术、推进市场竞争和加强人工干预,我们可以进一步提高天气预报的准确性,为社会的发展和人们的生活带来更多的便利和安全。

中国天气预报系统的改善方案

中国天气预报系统的改善方案

中国天气预报系统的改善方案随着现代科技的发展,天气预报系统已经成为人们生活中不可或缺的一部分。

中国作为一个拥有广袤地域的国家,气候变化多样,所以天气预报的准确性和可靠性对于国家和人民来说尤为重要。

然而,目前中国天气预报系统在某些方面还存在一些问题,因此本文将探讨一些改善方案,以提高中国天气预报系统的效率和准确性。

首先,改善气象数据的收集和处理是提高天气预报准确性的重要一环。

目前,中国的气象站点覆盖率相对较低,这导致部分地区的天气数据不足。

因此,建立更多的气象站点能够提高天气观测数据的质量和覆盖范围。

此外,对气象数据的采集和处理技术也需要不断更新和改进,以确保数据的准确性和实时性。

这意味着需要增加气象设备投入,并优化数据传输和处理技术,以快速获取、存储和分析气象数据。

其次,加强天气预报模型的研发和更新也是提高预报准确性的关键。

天气预报模型是根据历史及实时气象数据,利用数学和物理等方法建立的模型,用于预测未来的天气情况。

目前,中国天气预报系统使用的模型仍然有一定的局限性。

因此,需要加大对天气预报模型的研发力度,引进并消化吸收国际先进的天气预报模型,以提高预报的准确性和时效性。

除此之外,改善天气预报系统的交流与共享也是提高其准确性的重要环节。

中国地广人多,各地的天气情况可能存在较大差异,因此各地气象部门之间的信息共享和交流非常关键。

建立一个更加高效、稳定和安全的信息共享平台,可以帮助不同地区的气象部门及时分享数据、技术和预报经验,从而提高整个系统的准确性。

此外,与国际交流合作也是重要的一部分,通过与国际气象组织和其他国家的气象部门合作,可以共同研究解决气象问题,提高中国天气预报系统的水平。

值得一提的是,为了进一步提高天气预报准确性,我们也需要提升公众对天气预报的认知和了解。

中国天气变化多端,对天气的准确预测需要一定的科学知识和专业技能。

因此,气象部门可以通过开展公众教育活动、推广科普知识等方式,提高公众对天气预报的认知度,并告知公众如何根据天气预报信息做出相应的决策,从而使得公众积极参与到天气预报的使用中,提高预报的实用性和准确性。

(完整版)数值天气预报习题

(完整版)数值天气预报习题

大气数值模式及模拟(数值天气预报)习题第一章大气数值模式概论1.试述原始方程组、全球模式、区域模式和非静力模式之间的区别。

2.试述天气模式、气候模式的主要区别?3.区域气候模式、大气环流模式、中尺度模式、陆面模式、边界层模式各有什么特点?第二章 大气运动方程组1. 试证明球坐标系中单位矢量i 的个别变化率为(sin cos )cos di u j k dt r ϕϕϕ=- 2.试说明局地直角坐标系(即z 坐标系)中的运动方程与球坐标系中的运动方程有何异同?3.用球坐标导出下面两个方程:(sin cos )cos d i u j k dt r ϕϕϕ=- tan d j u v i k dt r rϕ=-- 4.由热力学方程v dT d C p Q dt dtα+=推导出如下方程: p dT C Q dt αω-= ()dp dtω= 式中v dT C dt为单位质量理想空气内能的变化率,v C 为空气的定容比热,d p dtα为可逆过程中单位质量非粘性气体在单位时间里膨胀所作的功。

Q 为外界对单位质量空气的加热率。

第三章 数值计算方案1. 什么是差分格式的收敛性和稳定性?二者之间有何关系?2. 试证明一阶偏微商u x ∂∂的三点差商近似式:3(,)(,)213(,)4(,)(2,)22u u x x t u x t x x u x t u x x t u x x t x ∂+∆-⎡⎤=⎢⎥∂∆⎣⎦-++∆-+∆⎡⎤-⎢⎥∆⎣⎦的截断误差为2()O x ∆。

3. 用中央差分将涡度方程()()()l l u u u v l t x y x y∂Ω∂Ω+∂Ω+∂∂++=-+∂∂∂∂∂ 写成有限差形式。

设(,)l l x y =,并取水平坐标步长为s δ,时间步长为t δ。

4. 分别对x 轴上的i+1和i+3格点,以d 和2d 为步长,写出一阶微商dF dx的前差、后差和中央差的差分近似式,以及二阶微商22d F dx 的二阶中央差分近似式。

论数值天气预报的应用问题及措施

论数值天气预报的应用问题及措施

论数值天气预报的应用问题及措施作者:郭婧芝许大伟来源:《中国科技博览》2013年第30期摘要:本文通过分析数值天气预报的应用条件及计算方法,并对求解描写天气演变过程的流体力学和热力学的方程组,预测未来一定时段的大气运动状态和天气现象的方法进行了论述。

关键词:天气分析预报、数值预报技术开发应用研究中图分类号:P456.7从20世纪80年代起,全世界已有 30多个国家和地区把数值天气预报作为制作日常预报的主要方法。

就预报项目来说,已包含有气压、温度、湿度、风、云和降水量;就范围来说,已从对流层有限区发展到包括平流层的半球和全球范围;就时效来说,除1~2天短期预报外,有的国家已开展了一个星期左右的中期预报。

随着应用的日益广泛,进一步加强数值天气预报的研究,对未来的气象事业将具有重要意义。

1 应用数值天气预报的条件1.1要建立一个较好的反映预报时段的(短期\中期)数值预报模式和误差较小、计算稳定并相对运算较快的计算方法。

1.2由于数值天气预报要利用各种手段(常规的观测,雷达观测,船舶观测,卫星观测等)获取气象资料,因此,必须恰当地作气象资料的调整、处理和客观分析。

1.3由于数值天气预报的计算数据非常之多,很难用手工或小型计算机去完成,因此,必须要有大型的计算机。

2 数值天气预报数值的取得2.1根据大气实际情况,把全球(或某一区域)非均匀分布的定时气象观测资料(如气压、风力、风向、温度、湿度等)在很短的时间内收集起来,把这些非均匀分布的气象资料插值到均匀分布的一个个格点上,在一定初值和边值条件下,通过数值计算,求解描写天气演变过程的流体力学和热力学方程组,形成数值天气预报模式的初值。

2.2和一般用天气学方法、并结合经验制作出来的天气预报不同,这种预报是定量和客观的预报。

预报所用或所根据的方程组和大气动力学中所用的方程组相同,即由连续方程、热力学方程、水汽方程、状态方程和3个运动方程(见大气动力方程)所构成的方程组。

中尺度数值天气预报模式

中尺度数值天气预报模式

集合预报技术的发展
集合预报技术是一种概率预报方法, 通过将多个不同初始条件的模式结果 组合起来,提供更全面的气象信息。 随着超级计算机技术的不断发展,集 合预报的分辨率和覆盖范围将得到进 一步提高,能够更好地揭示中尺度气 象系统的演变和传播。
VS
集合预报技术还可以与其他数据源 (如卫星观测、雷达观测等)进行融 合,提高预报的准确性和精细化程度。 通过集合预报技术,气象部门可以提 供更加全面和客观的气象服务,满足 不同用户的需求。
中尺度模式的设计
中尺度模式是数值天气预报的一种,特别适用于预测局地性强、时间尺度较短的 天气系统,如雷暴、锋面和低气压等。
中尺度模式的设计需要考虑大气的中尺度特征,如气流、水汽和不稳定能量等。 这些特征在模式中通过特定的参数化方案来处理,以更准确地模拟中尺度天气系 统的演变。
模式的初始化与更新
初始化是数值预报的关键步骤之一,它决定了预报的 初始状态和随后的演变。正确的初始化对于提高预报
模式在台风路径预测中的应用
中尺度数值天气预报模式在台风 路径预测中具有较高的准确率, 能够较为准确地预测台风登陆地
点和时间。
通过分析台风周围的中小尺度环 境因素,如地形、气流等,模式 能够更准确地模拟台风的移动路
径和强度变化。
模式在台风预报中的应用,为政 府和公众提供了关键的决策依据,
有助于减少台风灾害的影响。
中尺度数值天气预报模式能够提供高 分辨率的短时气象信息,如风向、风 速、温度、湿度、降水等,有助于预 测未来几小时内的天气变化。
精细化预报
中尺度模式能够提供更精细的地域气 象信息,如局部地区的气象状况,有 助于气象部门为特定区域提供更准确 的预警和防范措施。
灾害预警
暴雨预警

【精品】数值天气预报复习重点(成气院).docx

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第一章大气运动的基本方程组1、什么是数值天气预报?根据大气的运动方程组,在一定初始条件和边界条件下,即从现在时刻的天气状况或大气运动状态(边界条件和初始条件),通过数值计算,用计算机求解描写天气演变过程的大气运动(流体力学和热力学)方程组,得到(预报出)未来天气状况和大气运动变化状态的方法。

不同于传统的天气学方法的定性的和主观的预报,数值天气预报是定量的和客观的预报。

2、大气运动遵守的基本定律和大气运动的基本方程组:(1)运动方程件顿第二定律):—= -lvp-2QxV + J + v dt p⑵ 连续方程(质量守衡定律):业+ ?v应=0 业+ V •(河)=0dt dt(3)状态方程(理想气体实验定律):J干空气:?=泄未饱和湿空气:p=RR(l + 0.618q)T = pRTv(4)热力学方程(能量守衡定律):=Q(5)水汽方程(水汽质量守恒定律):虫+ V.Vg=N =也(水汽质量守恒方程)dt p dt3、模式大气和大气模式的概念:(1)模式大气:在不失去大气主要特征的情况下,把非常复杂的实际大气理想化、简单化的大气。

(2)大气模式:为了预报某种天气(如短期或中期预报),在一定的客观条件下,设计出的合适的描述模式大气的动力学和热力学方程组。

4、数值天气预报模式及其分类:什么是过滤模式,什么是原始方程模式。

(1)过滤模式:由水平运动方程的变形方程,即简化的涡度方程和散度方程,以及相应的热力学方程、静力学方程、连续方程和状态方程构成过滤模式的基本方程组。

采用准地转近似或准无辐散近似(非地转)滤掉了模式中的重力惯性波、声波。

过滤模式又分为准地转模式和非地转模式。

(2)原始方程模式:模式中包含有重力惯性波,根据模式大气的垂直结构的不同假设,又分为正压原始方程模式和斜压原始方程模式。

第二章地图投影坐标系中的大气运动基本方程组1、地图投影的一般概念,正形投影的概念和性质。

(1)地图投影的概念:按照一定的数学条件,把球形的地球表面绘于平面图上,或者说把地球表面投影到一个简单的曲面上。

当前天气预报存在常见的问题及策略

当前天气预报存在常见的问题及策略

当前天气预报存在常见的问题及策略作者:王安林何春燕来源:《中国科技博览》2016年第09期[摘要]随着我国国民经济的迅猛发展,其经济和社会的集约化程度越来越高,对自然灾害、特别是天气灾害的承受能力却逐步减弱。

目前,经济和社会的脆弱性更加显现出来。

我国天气预报业务的发展因此将越来越受到全社会的关注。

在向社会提供定时、定点、定量的天气实时监测和预报产品方面,我国的天气预报研究、教育和业务部门任重而道远。

本文其目的在于抛砖引玉,希望大家都能够为我国的天气预报业务发展贡献力量。

[关键词]天气预报、存在问题、策略中图分类号:P4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)09-0282-01一、引言随着我国经济、社会的高速发展,特别是城市化的急剧发展,区域经济、人口的高度集约化,相应对于同样强度的自然灾害,社会可能出现更大的经济、生命财产的损失,社会的灾害承受能力逐步减弱,在天气灾害面前,经济和社会的脆弱性更加凸现出来。

目前许多重大的天气灾害与灾害性天气系统密切相关,而这类灾害性天气系统的预测准确率仍然很低,特别是对于突发性的高影响性,中小尺度天气事件往往出现预报的失败。

为了保证国家经济、社会的协调和可持续发展,满足国家安全、军事斗争准备的迫切需要,对于天气预报的业务发展提出了新的要求,归结为一点,我国天气预报业务需要向社会提供定时、定点、定量的天气实时监测和预报产品,以满足社会的整体需求。

二、当前预报工作中存在常见的问题针对今年预报工作中存在预报质量滑坡等现象,主要从思想认识、管理措施、技术保障、业务流程、人员素质等方面进行认真分析,查找了原因,发现还存在如下一些问题:(一)部分预报员值班责任心不强个别预报员没有完全按照业务流程和业务规范,密切监视天气变化,有时不按时上下班,迟到早退,特别是对局地冰雹、大雾、强降水的卫星云图、雷达回波的监测分析不及时,不到位,影响了突发性灾害性天气的监测预报。

简析影响天气预报准确率的因素及其措施

简析影响天气预报准确率的因素及其措施

简析影响天气预报准确率的因素及其措施简析影响天气预报准确率的因素及其措施天气预报对人们日常工作、生活以及出行等方面具有重要影响,特别是有一些极端恶劣天气,比如说台风、暴雨以及冰冻等破坏性都比较大,如果预报不准确就会给人们生活带来比较严重的损失,因此需要提高天气预报准确率。

基于此,本文简述了提高天气预报准确率的重要意义,对影响天气预报准确率的主要因素及其措施进行了简要分析。

标签:天气预报;准确率;重要意义;影响因素;措施一、提高天氣预报准确率的重要意义随着社会的进步发展,人们对天气预报的需求越来越多,对其播报准确率的要求也越来越高,因此需要提高天气预报的准确率,以满足人们日常生活、工作以及出行等需要。

而地球大气是一个非线性系统,导致其无法得到准确初始状态的观测数据,使得天气预报充满不确定性,因此天气预报的准确率就是一个相对的概念,在相对基础和局限性的范围内可以加以提高。

近年来,天气预报新服务业务的不断增加,给气象部门提出了一系列关于预报准确率的指标,也是天气预报科技水平的标志。

从满足人们对信息需求的角度分析,提高天气预报的准确率是很重要的。

气象服务更加精细化是天气预报发展的必经历程,也可理解为在细化的基础上不断提高天气预报的准确度。

二、影响天气预报准确率的主要因素分析天气预报就是提前播报某一区域近几天的天气状况,其主要研究对象就是大气,大气层复杂且庞大,影响大气变化的因素有很多,所以天气预报是一项比较复杂的工作。

影响天气预报准确率的因素主要有:2.1环境因素。

在天气预报过程中,如果气象监测的清晰度和精确度越高,那么天气预报的准确率就越高。

目前,我国在气象观测方面还存在诸多问题,需要认真对待。

比如说,随着城市化的深入发展,空气污染严重,楼房高耸入云,当对某一区域进行观测时,由于空气混浊或者建筑物的遮挡,无法及时准确的进行气象观测,从而大大降低了预报的准确性。

气象观测站大多都被安置在城镇区域内,但是随着城市化进程不断加快,由于城市规划等因素的影响,部分气象观测站不得不撤离原地,这就造成观测过程出现间断,直接影响到该领域天气播报的整体质量。

论气象预报影响因素和存在问题及实际工作分析

论气象预报影响因素和存在问题及实际工作分析

论气象预报影响因素和存在问题及实际工作分析摘要:在人类的生活环境中,许多现象都与气象具有密切的关系,所有研究与人类生活息息相关的大气现象及其变化规律的学科,称为环境气象学。

本文首先分析了影响气象预报准确率的几个因素,提出了实际工作中所存在的问题,最后以沙尘暴天气为例综合阐述。

关键词:天气预报;因素;问题Abstract: In human living environment, many phenomena and weather have a close relationship, all of the atmospheric phenomenon related to human lives and change rules of discipline, called environmental meteorology. This paper firstly analyzes the impact of weather forecasting accuracy of several factors, puts forward the problems existing, finally to the sandstorm weather case detail.Key words: weather forecast factors; problem;前言:现代天气业务是我国气象事业发展的核心,是现代气象业务体系的重要组成部分,在国家防灾减灾中占有重要的地位。

天气研究是支撑现代天气业务发展的重要保证,是国家气象科技创新体系建设的重要任务。

一、影响气象预报准确率提高和预报时效延长的因素大气科学和其他相关学科的进步以及我国气象事业的发展推动天气预报业务不断完善成熟,比较完整的天气预报业务体系已初具规模。

但是,随着经济社会的发展,目前的天气预报准确率、精细化程度和预报时效已越来越不能完全满足国家防灾减灾和公众对气象服务日益增长的需求,制约预报准确率与精细化程度提高和预报时效延长的因素主要包括:数据模式预报水平不高。

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基本问题、历史及展望
(2b) Model Physics Parameterization(物理参数化)
Condensation phenomena(冷凝现象) Solar radiation(太阳辐射) Long-wave radiation(长波辐射) Orographic effects(地形效应) Land-atmosphere interactions(陆-气相互作用) Ocean-atmosphere interactions(海-气相互作用) Turbulent transfer of momentum and heat(湍流输运).
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(2c) Model Discretion
Modelling Global Climate
15°W 60°N
Vertical exchange between layers of momentum, heat and moisture
3.75°
2.5°
基本问题、历史及展望
Horizontal exchange between columns of momentum, heat and moisture
• 2000年以来,在科技部“十五”国家重点科
技攻关和“973”国家重大基础研究项目经
费支持下,中国气象局组织中国科学家自主
研究开发的多尺度通用数值天气预报系统

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基本问题、历史及展望
三份重要文件
1.中国气象局《气象科技创新体系建设指导 意见(2014-2020年)》2014.10.30
2.中国气象局《国家气象科技创新工程( 2014—2020年)实施方案》2014.10.30
SP-2 神威-1
CRAY-C92 IBM-SP 神威-1 神威-1
DEC-ALPHA IBM-SP IBM-SP IBM-SP
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基本问题、历史及展望
主要数值天气预报业务体系 各系统的侧重功能
模式
预报的主要侧重点
T639L60
预报1-10天内全球大尺度环流的演变、大范围降水的
发生发展等,如高空槽脊、副热带高压,地面高、低 气压和冷、暖锋面,大范围雨带等
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Vertical exchange between layers of momentum, heat and salts by diffusion, convection and upwelling
Vertical exchange between layers by diffusion and advection
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基本问题、历史及展望
1.1 Basic Concepts of NWP
(1) What is Numerical Weather Prediction?
Numerical forecasts are generated by running computer models of the atmosphere that can simulate the evolution of the atmosphere over the next few hours or few days.
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基本问题、历史及展望
Vilhelm Bjerknes 威廉 皮叶克尼斯
• Born: 14 March 1862 in Christiania (now Oslo), Norway
• Died: 9 April 1951 in Oslo, Norway
• 挪威学派的创始人
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基本问题、历史及展望
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基本问题、历史及展望
教育部、中国气象局《关于加强气象人 才培养工作的指导意见》2015.2.3
一、优化气象相关专业和人才结构。办 好大气科学、应用气象学、大气物理与大气 环境等学科专业,加强数值天气预报、大气 探测、公共气象服务、气象防灾减灾等方向 的人才培养。
支持行业特色高校统筹招生计划增量与存 量,适度扩大大气科学类专业本科生和研究 生招生规模。
• 气象教育历久弥新 • 学科建设与人才培养面临挑战:
天气预报、数值模拟、大气化学、地球 观测、人工影响天气等方面仍有不足
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基本问题、历史及展望 1.1 Basic Concepts of NWP
(1) What is Numerical Weather Prediction? (2) What are the main components of NWP?
• 我国数值模式的资料同化能力很低!
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基本问题、历史及展望
GRAPES
• 中国气象局新一代数值天气预报系统的英 文名字为“GRAPES(Global/Regional
Assimilation and Prediction System)”—— 全球区域同化预报系统,简称“GRAPES”系 统。
基本问题、历史及展望
数值天气预报基本问题、 及展望
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基本问题、历史及展望
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Outline
0. 国内现状 1. Basic Concepts of NWP(基本问题) 2. Brief History of NWP(发展历程) 3. Operation of NWP and The Future
NWP is an initial-value problem(初值问题). The initial conditions are provided by analysis of weather observations and data assimilation.
The skill of NWP forecasts depends on accuracy of the model and the initial conditions.
分析) Accurate methods of Data Assimilation(资料同化方法)
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基本问题、历史及展望 1.2 Brief History of NWP an overview of the milestones in numerical forecasting
In 1904, the Norwegian hydrodynamist V. Bjerknes suggested that:
Vilhelm Bjerknes
挪威气象学家、物理学家、近代天气 学和大气动力学主要创始人之一,气象学 挪威学派的创始人。
1897年提出著名的环流理论(环流定 理),这是将物理学引入大气运动研究的 开端。
1904年用力学和物理学的观点,制订 了研究天气预报问题的计划。
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基本问题、历史及展望
一个重要事件
• 2015.4.20:教育部、中国气象局成立“中 国气象人才培养联盟”
• 气象领域高等院校(气象类学院)、科研 院所、企业以及国家级气象业务单位、省 (自治区、直辖市)气象局均可申请加入 联盟。
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基本问题、历史及展望
宇如聪:解读(2015.4.23)
The weather could be quantitatively predicted by applying the complete set of hydrodynamic and thermodynamic equations to carefully analyzed initial atmospheric states.
11.25°E Biblioteka 7.5°NOrography, vegetation and surface characteristics included at surface on each grid box
Hadley Centre for Climate Prediction and Research
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3.教育部、中国气象局《关于加强气象人才 培养工作的指导意见》2015.2.3
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基本问题、历史及展望
• 中国气象局:2014.10.30
• 《气象科技创新体系建设指导意见(2014-2020年)》《 国家气象科技创新工程(2014—2020年)实施方案》
明确的三个任务: 1.高分辨率资料同化与数值天气模式 2.气象资料质量控制及多源数据融合与再分析 3.次季节至季节气候预测和气候系统模式
conditions(从初始场开始,沿时间方向积分). In the early NWP experiments, hand interpolations of the observations to grid
points were performed(手工插值-主观分析). The need for an automatic “objective analysis” quickly became apparent.(客观
GRAPES-Meso 对中国区域的降水进行短期(60小时以内)预报,
如降水发生区域、降水强度、降水出现时段等
台风模式 专门针对发生在西太平洋-我国沿海的台风,进行其 中心位置、移动路径的中短期(96小时内)预报
中期T213 集合预报
对未来1-10天,特别是第5-10天期间、全球大尺度环
流和大范围降水发展演变的可能性(即概率)进行预
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基本问题、历史及展望
数值预报的应用日益广泛:
中、短期天气预报 气候数值模拟、气候预测和气候变化 中小尺度数值模拟
天气预报时间分类
0-2小时 临近预报 2-12小时 甚短期预报 12-48小时 短期预报 3-10天 中期预报 10天以上 长期预报
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