一个集合海浪预报系统及其初步试验

海 浪预报 无 明显 影 响 ； 第 ２种 方 法 中驱 动 海 浪模 但 式 的风场 的预 报能 力却对 较 长时 效 的海 浪预 报 影 响
直 接与 海浪 模式 相 联 系 ， 究 开 发 集 合 海 浪 数 值 预 研
报方 法并 进 一步 开发 海浪定 量 概率 预 报 工具 。传 统 的海浪 数值 预 报方 法 使 用 确 定 性 的海 浪 初 始 条 件 ， 且 使用 的 数 值 天气 预 报 模 式 采 用 确 定 性 的 大 气 条 件， 从而 计算 出的海浪 预报 场也 是 确定 性 预报 ， 它 但 不 能包含 海 浪未来 可 能 出现 的所有 状 态 。集 合海 浪 预报 方 法则 可将传 统 意义上 的单 一 的 确定 性 预报 变 成 不确定 性 预报 ， 可 能使 得 到 的这 组 不 确 定 性 预 尽
初 值等存 在 不 确定 性 ， 得集 合 预 报 方 法 逐 渐 成 为 使
现 代数值 天 气 预 报技 术 发 展 的新 方 向［４。与 天 气 ３］ － 预 报相 似 ， 浪数 值 预报也 存 在初 值 的不 确定 性 ， 海 同 时支持 它 的天气 预报 系统 的不 确定 性 也会 明显影 响 到 海浪 预报 系 统 ， 此 海 浪数 值 预 报 的研 究 可 在 集 因 合 天气 预报 基 础上 进 行 进 一 步 的开 发 ， 集 合 预 报 将
提 供 的 额外 信 息 ， 有 较 好 的应 用 潜 力 。 具
关 键 词 ： 合 预 报 ；海 浪 数 值 预 报 ； ＡＶＥ ＡＴ Ｈ Ｉ；概 率 集 Ｗ ｗ Ｃ Ｉ Ｉ
报 包含 未来 海 浪变 化 可 能 出 现 的所 有 状 态 ， 而 达 从
引 言
目前 国 内外 的海 浪数 值 预报 主要 基 于第 ２代 和
２ １－ ３０ ０ １０—９收 到 ，２ １ ８０ ０ １０ ３收 到再 改 稿 。
明显 ， 是 因为风 场 的预 报 精 度 对 于海 浪 的 ຫໍສະໝຸດ Baidu报 精 这
度起 着非 常重 要 的作 用 ， 风 场 的 不确 定 性 是 引起 而 海浪 预报 不确 定 性 的最 主要 因子 ， ２种 方 法 因 为 第
一
个 集 合 海 浪 预 报 系统 及 其初 步 试 验
孙 明华
（ 国家 气 象 中心 ， 京 １ ０ ８ ） 北 ０ ０ １
摘
要
使 用 集 合 天 气 预 报 系 统 的多 个 成 员 的 风场 预 报 来 驱 动 海 浪 模 式 ｗＡＶＥ ｗＡＴ ＣＨ Ⅲ， 算 出含 多 个 成 员 的海 浪 计
第 ３代 海浪 模 式 口 ］ 以数 值 天 气 预 报 结 果 （ ， 主要 是
到提高 海浪 预报 技巧 的 目的 。
采 用集合 预 报方法 进行 海浪 预 报 主要有 两 种 方
法： 一种 是采 用 给 海 浪初 始 场 加 人 初 始 扰 动 的 方 法
生 成多 个海 浪初 始 场 ， 而 通 过 海 浪模 式计 算 出 多 从 相 似 ； 一种 方 法 是直 接 使 用 集 合 天 气 预报 生成 的 另 多个 洋 面风 预报 场 来 驱 动 海 浪模 式 ， 而计 算 出 多 从 个 海浪 预报场 ， 种方 法 直 接 依 赖 于集 合 天 气 预报 这 系 统 。已有研 究 表 明Ｌ ］ 第 １种方 法 对海 浪 模 式初 ５， 。 始海 浪 场 进 行 扰 动 能够 估 计 初 始 海 浪 场 误 差 的增
预 报 场 ， 相 应 开 发 出各 海 浪要 素 的 集 合 预 报 产 品 ， 并 如集 合 平 均 、 散 度 、 合 概 率 等 ， 立 了一 个 集 合 海 浪 数 值 预 离 集 建 报 系统 。使 用 该 系 统 进 行 了 ２ ０ ０７年 ９ １ — Ｏ月 为期 两 个 月 的 预 报 试 验 ， 用 太 平 洋 和 大 西 洋 海 域 范 围 的 浮 标 观 测 利
第２ ２卷 第 ６期 ２１ 年 １ ０１ ２月
应 用 气 象 学 报
Ｊ ０ＵＲＮＡＬ ＯＦ ＡＰＰ ＥＤ Ｅ ＬＩ Ｍ ＴＥＯＲＯＬＣＧＩ ） ＣＡＬ Ｓ ＥＮＣＥ ＣＩ
Ｖｏ ． ２，Ｎｏ ６ １２ ．
Ｄｅ ｅ ｂｅ ０１１ ｃ ｍ ｒ ２
孙 明 华 ．一 个 集 合 海 浪 预报 系 统 及 其 初 步 试 验 ． 用 气 象 学 报 ，０ １ ２ （ ） ６ ３６ ０ 应 ２ １ ，２６ ：７ —８
资助项 目： 国家 ９ ３ 划 项 目“ ７计 台风 登 陆 前 后 异 常 变 化 及 机 理 研 究 ” ２ ０ Ｃ ４ １ ０ ） （ ０ ９ Ｂ ２ ５ ０
资 料 对 系统 的 预 报 水 平 的 初 步 检 验 分 析 显 示 ， 集 合 海 浪 预 报 方 法 能 够有 效 地 将传 统 的确 定 性 预 报 扩 展 到 概 率 预 该
报 领 域 ， 集 合 平 均 的 预报 水 平 要 优 于 单 一 的 确 定 性 预 报 ， 用 集 合 预 报 方 法 可 以 提 供 单 纯 确 定 性 预 报 所 不 能 够 且 采
考虑 到 １周 时间 的天气 变化 可 以为 １周 时 问尺 度 的
海浪 预报 提供 有 意 义 的信 息 。 因此 ， 目前 国 际上 开 展 的集 合 海浪数 值 预报业 务普 遍采 用 第 ２种 集 合海
浪预 报方 法 。
欧 洲 气 象 中心 （ Ｃ Ｅ ＷＭＦ） １ ８ 就 开展 了 从 ９ 年 ９
长 ， 以影 响 １ ２ｄ的海 浪 预 报 ， 可 ～ 而对 更 长 时效 的
这 风 场预 报 ） 驱 动海 浪谱模 式 ， 出每 个 格点 上 的 海 个 海浪 预报 场 ， 种方 法 同集 合 天 气 预 报方 法 比较 来 做 浪 谱预 报 ， 计 算 出 统 计 意 义 上 的 有 效 浪 高 、 期 、 再 周 浪 向等 海 浪要 素 预 报 。在 天 气 预 报 领 域 ， 于大 气 由