基于集合变换方法的华北冬季降雪过程的高分辨率集合预报试验比较研究

戴玲玲; 邓国; 周玉淑; 陈静; 庄照荣; 刘娟

doi:10.13878/j.cnki.dqkxxb.20250227001

大气科学学报 ›› 2026, Vol. 49 ›› Issue (3) : 442 -458. DOI: 10.13878/j.cnki.dqkxxb.20250227001

基于集合变换方法的华北冬季降雪过程的高分辨率集合预报试验比较研究

戴玲玲, 邓国, 周玉淑, 陈静, 庄照荣, 刘娟

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摘要

以探索高分辨率集合预报初值扰动构建方法为目标，实现了集合变换(ensemble transform,ET)初值扰动方法在中国气象局自主研发区域数值预报系统(China Meteorological Administration Mesoscale Model,CMA-MESO)的应用，并与已有多尺度混合(multi-scale blending,MSB)初值扰动方法对比，开展了华北地区冬季高影响天气过程的连续试验。针对初始扰动的误差增长特征分析表明，两种初始扰动方案的高分辨率区域集合预报均能较好捕捉到不同尺度扰动信息，主要模态结构和扰动振幅适当，方案总体合理，生成的扰动场在中小尺度扰动部分都有较高的动能谱能量，高层扰动动能谱能量随时间均呈现增长趋势，而扰动总能量都表现出从低层到高层先增后减的特点;差别在于ET方法初始时刻小尺度扰动信息较多，增加了扰动波谱能量。统计检验显示，ET方法对不同等压面、不同要素的预报能力相较于MSB方法总体有提高。天气学检验也表明，两种方法对华北降水的落区、走向和强度预报效果相似，对复杂地形条件下山地站点地面要素预报具有参考价值。此外，ET方法的计算效率高，具备业务预报应用潜力。