天气-气候一体化模式无缝隙预报流程及其评估体系的构建

摘要

以Global-Regional Integrated Forecast System with Modular Ocean Model(GRISTMOM)一体化模式为范例，构建了覆盖天气-次季节-季节尺度的0～90 d无缝隙预报流程，提出了一种兼具计算效率与预报性能需求的变分辨率无缝隙预报方案，并针对该无缝隙预报流程在分辨率切换过程中的连续性与平稳性，设计了一套系统化的定量评估框架。本研究在GRISTMOM一体化模式无缝隙预报系统的基础上，以GRISTMOM变分辨率预报试验为应用范例，通过对关键大尺度背景场、典型天气系统及热带季节内振荡（Madden-Julian Oscillation,MJO）等多尺度特征的综合分析，对该无缝隙预报系统变分辨率衔接流程的连续平稳性进行了定量评估。结果表明：1)10 km×10 km切换为100 km×100 km的变分辨率预报过程中，大尺度环流场的预报误差在变分辨率衔接过渡阶段平滑无突变，表明该无缝隙流程在大尺度环流场上保持良好的连续性和稳定性；2）在对不同时空尺度预报对象的检验中，台风（典型天气系统）的路径、强度、降水落区及其环流结构在分辨率转换前后具有良好的时空一致性，MJO（典型次季节变率）的位相轨迹及其相关的对流-风场传播特征也能够在不同分辨率衔接中保持平滑延续，表明该流程在多尺度天气-气候信号传递方面具有良好的物理完整性。

关键词

天气-气候一体化模式 / 无缝隙预报 / 无缝隙预报方案 / 变分辨率预报试验 / 无缝隙预报流程评估体系

基金资助

国家重点研发计划项目（2019YFC1510000）; 国家自然科学基金项目（42576024）; 江苏省优秀青年基金项目（BK20230061）