内蒙古对流尺度集合预报初始扰动构造的模拟试验研究

计燕霞; 孙鑫; 张涵斌; 赵斐

暴雨灾害 ›› 2024, Vol. 43 ›› Issue (02) : 195 -203.

计燕霞, 孙鑫, 张涵斌, 赵斐

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摘要

对流尺度集合预报(Convection-allowing Ensemble Prediction,CAEP)是提高强对流天气预报能力的重要手段，构造合理的初始扰动是CAEP的关键问题。本文开展基于观测扰动初值法(Perturbed-observation,PO)的CAEP在内蒙古地区的试验，并以动力降尺度(Downscaling,DOWN)方法作为对比，分析PO方法在内蒙古地区CAEP的预报效果，以期为内蒙古地区CAEP的构建提供技术参考。结果表明：(1) PO方法构造的初始扰动能引入内蒙古地区观测资料从而减少背景场的不确定性，且扰动具有充分的增长能力。(2)与DOWN方法相比，PO方法可以显著减少CAEP的短时预报误差，高空和地面要素的RMSE分别减小4%～43%和3%～9%，集合离散度略有减少。高空要素的CRPS评分最大可减少约53%，地面要素的CRPS评分平均减少6%，整体提高了对流尺度集合预报质量。(3) PO方法能够提高短时降水的预报能力，0.1 mm、4 mm和13 mm 3个量级的TS评分分别提升了0.015、0.003和0.001 5。且降水个例表明，PO方法对降水的落区和量级预报更准确。