强弱强迫条件下对流尺度集合扰动增长特征及对降水预报性能的影响

摘要

如何准确刻画弱天气强迫下的中小尺度扰动增长特征，并构建能够合理表征强、弱天气强迫下预报不确定性的初始扰动，是发展集合预报初始扰动技术亟待解决的关键问题。基于中国气象局对流尺度集合预报系统(China Meteorological Administration Regional Ensemble Prediction System,CMA-REPS V4.0)，本文选取发生在同一时期分别受强、弱天气强迫影响的降水事件作为研究对象，除进行动力降尺度初始扰动的控制试验外，还设计了以余弦分析约束方法改善初始扰动质量的对照试验，以进一步探究其对后续集合扰动增长及两类天气强迫下降水预报性能的影响。研究结果表明，两组对流尺度集合试验均以中β尺度(20～200 km )扰动增长最为明显，与弱强迫相比，在强强迫条件下两组试验的较小尺度(≤200 km)集合扰动非线性增长明显更快。在两类天气强迫条件下，在采用余弦分析约束方法调整扰动后的试验中，较小尺度扰动升尺度过程的完成均较控制试验有所提前。两类天气强迫对应的区域平均降水预报结果显示，包含更丰富中小尺度扰动信息的初始扰动有利于CM A-REPS V4.0降水预报性能的提升，且初始扰动的质量对可预报性较高的强强迫降水前期预报具有更积极的影响。

关键词

对流尺度集合预报 / 集合扰动增长 / 天气强迫 / 降水可预报性