編輯：侯美亭 張萌

“數(shù)值預(yù)報業(yè)務(wù)”主題

來源數(shù)據(jù)庫：SCI-E和CAJD（氣象與大氣科學(xué)領(lǐng)域），檢索時段：2017—2019年

英國氣象局統(tǒng)一模式（Global Atmosphere 6.0/6.1）和JULES陸面模式（Global Land 6.0/6.1）的配置——The Met Office Unified Model Global Atmosphere 6.0/6.1 and JULES Global Land 6.0/6.1 configurations.Geoscientific Model Development,2017, Vol. 10, No. 4.

英國氣象局的Walters等介紹了可應(yīng)用于不同時間尺度的英國氣象局統(tǒng)一模式和JULES（協(xié)同英國陸地環(huán)境模擬器）陸面模式（Global Atmosphere 6.0和Global Land 6.0，簡稱GA6.0/GL6.0）的最新科學(xué)配置。Global Atmosphere 6.0包含了ENDGame（大氣模式的最新動力學(xué)框架）動力核心，它顯著增加了中緯度的變率，改善了已知的模式偏差。隨著模式物理參數(shù)的發(fā)展，ENDGame還增加了熱帶地區(qū)的變率，從而改進(jìn)了對熱帶氣旋和其他熱帶現(xiàn)象的表征。大氣和地面參數(shù)的進(jìn)一步發(fā)展也改善了模式性能的其他方面，包括地面天氣現(xiàn)象的預(yù)報。研究還介紹了GA6.1/GL6.1，其中包含了與主流配置的一些長期差異，這些差異是全球天氣預(yù)報仍然需要的。自2014年7月起，英國氣象局使用GA6.1/GL6.1進(jìn)行全球數(shù)值天氣預(yù)報，同時，隨后一年其余的全球預(yù)報系統(tǒng)仍采用GA6.0/GL6.0。據(jù)集來理解大氣中廣泛的過程和變化，然而不同的再分析數(shù)據(jù)可能會為相同的診斷提供非常不同的結(jié)果。平流層-對流層過程及其在氣候中的角色（SPARC）再分析相互比較項目（S-RIP）是一項使用各種關(guān)鍵診斷方法比較再分析數(shù)據(jù)集的項目。日本北海道大學(xué)的Fujiwara等總結(jié)了S-RIP項目的動機和目標(biāo)，并廣泛回顧了再分析數(shù)據(jù)集的關(guān)鍵技術(shù)。S-RIP項目的目標(biāo)是探討再分析數(shù)據(jù)之間的差異、理解造成差異的根本原因，指導(dǎo)用戶在科學(xué)研究中如何適當(dāng)?shù)厥褂酶鞣N再分析產(chǎn)品，特別是SPARC的相關(guān)性，并通過建立協(xié)作數(shù)據(jù)再分析中心和用戶之間的聯(lián)系，來改善未來再分析產(chǎn)品的質(zhì)量。該項目主要關(guān)注于再分析數(shù)據(jù)之間的差異，雖然有時也包括對比再分析與觀測結(jié)果的業(yè)務(wù)化研究。項目的重點是對流層上部、平流層和中間層下部的診斷。

S PA R C再分析相互比較項目（S-RIP）介紹和再分析系統(tǒng)概述——Introduction to the SPARC Reanalysis Intercomparison Project(S-RIP) and overview of the reanalysis systems. Atmospheric Chemistry and Physics, 2017, Vol. 17, No. 2.

氣候研究界使用大氣再分析數(shù)

ALADIN-HIRLAM數(shù)值天氣預(yù)報系統(tǒng)的HARMONIE-AROME模式配置——The HARMONIE-AROME model configuration in the ALADINHIRLAM NWP system. Monthly Weather Review, 2017, Vol. 145, No. 5.

瑞典氣象和水文研究所的Bengtsson等介紹了對流尺度數(shù)值天氣預(yù)報（NWP）模式HARMONIEAROME的參考配置，該模式廣泛應(yīng)用于丹麥、愛沙尼亞、芬蘭、冰島、愛爾蘭、立陶宛、荷蘭、挪威、西班牙和瑞典的短期天氣預(yù)報業(yè)務(wù)。HARMONIE-AROME由歐洲和北非26個國家在短期中尺度NWP上合作開發(fā)、維護(hù)和驗證，是ALADIN-HIRLAM系統(tǒng)的一部分。HARMONIE-AROME基于ALADIN聯(lián)盟開發(fā)的AROME模式。隨著聯(lián)合建模框架的建立，上述位于北歐和南歐的國家都實現(xiàn)和利用了AROME模式，這一活動導(dǎo)致了模式物理參數(shù)的大量更新。本研究介紹了與AROME相比，模式動力學(xué)和物理參數(shù)化的差異，以及重要的參考配置選擇，如橫向邊界條件、模式級別、水平分辨率、模式時間步長，以及所使用的地形、地貌和氣溶膠數(shù)據(jù)庫。單獨的文件將被提供，以說明所使用的大氣和地面數(shù)據(jù)同化算法和觀測類型，以及提供基于HARMONIE-AROME的綜合預(yù)報系統(tǒng)（稱為HarmonEPS）的單獨說明。

變分和集合變分?jǐn)?shù)據(jù)同化的業(yè)務(wù)化方法綜述——A review of operational methods of variational and ensemblevariational data assimilation. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 2017, Vol. 143, No. 703.

變分法和集成法分別由不同的研究開發(fā)小組開發(fā)，對于數(shù)據(jù)同化，每種方法都有各自的優(yōu)勢。在過去10年左右的時間里，研究者發(fā)展了各種方式來綜合這些方法，特別是為了改進(jìn)背景誤差協(xié)方差矩陣和提高效率。這個領(lǐng)域目前已經(jīng)變得混亂，甚至對許多專家來說也是如此，因此有必要總結(jié)這些方法，以顯示它們是如何工作的，又是如何相關(guān)的，它們帶來了什么好處，它們?yōu)槭裁幢婚_發(fā)，它們是如何執(zhí)行的，以及有待改進(jìn)的是什么。為此，英國雷丁大學(xué)的Bannister介紹了基本的變分和集成技術(shù)，并展示了如何將它們組合起來以提供新的變分和混合方法。本研究的一個關(guān)鍵部分是本地化通常如何表示細(xì)節(jié)。一種特別的推動力是發(fā)展不受線性預(yù)測模型影響的四維方法。本研究也試圖提供了最流行的公式推導(dǎo)的反演。這些在文獻(xiàn)中經(jīng)常是分散的，或者是缺失的。

（以上由侯美亭選編）

GRAPES_GFS全球中期預(yù)報系統(tǒng)的研發(fā)和業(yè)務(wù)化——《應(yīng)用氣象學(xué)報》2017年第28卷第1期

沈?qū)W順等回顧了中國氣象局全球中期數(shù)值天氣預(yù)報系統(tǒng)GRAPES_GFS的研發(fā)歷程，重點介紹了近年來在GRAPES_GFS研發(fā)過程中的重要進(jìn)展，概要闡述了這些進(jìn)展對GRAPES_GFS業(yè)務(wù)化的貢獻(xiàn)。動力框架方面的改進(jìn)主要包括位溫垂直平流的算法、極區(qū)濾波方案、標(biāo)量平流方案、垂直速度衰減（damping）算法、提高模式分辨率等，改善了模式框架的穩(wěn)定性、計算精度以及質(zhì)量守恒性。物理過程方面的改進(jìn)主要包括RRTMG輻射方案、CoLM陸面過程方案、積云對流、邊界層過程、雙參數(shù)云物理方案以及物理過程的調(diào)用計算等，全面提升了模式物理過程的預(yù)報能力。全球三維變分同化方面，研發(fā)了模式空間三維變分（3D-Var）系統(tǒng)、資料質(zhì)量控制和偏差訂正技術(shù)、衛(wèi)星資料同化方面的相關(guān)技術(shù)等。同時，對目前GRAPES_GFS2.0的預(yù)報能力進(jìn)行了評估，總體來說。該系統(tǒng)各項預(yù)報指標(biāo)全面超越GRAPES_GFS1.0，與T639相比等壓面要素預(yù)報在對流層也有明顯優(yōu)勢，降水、2m溫度等預(yù)報也優(yōu)勢明顯。

GRAPES_Meso V4.0主要技術(shù)改進(jìn)和預(yù)報效果檢驗——《應(yīng)用氣象學(xué)報》2017年第28卷第1期

黃麗萍等針對GRAPES_Meso V3.0存在的降水量偏大、模式運行不穩(wěn)定、近地面溫度預(yù)報偏差較大、可同化資料偏少以及分辨率偏低等問題，開展了多方面的改進(jìn)工作：引入變分質(zhì)量控制以及探空濕度的偏差訂正，實現(xiàn)了GPS/PW資料、FY-2E云導(dǎo)風(fēng)資料以及無線電掩星資料的同化應(yīng)用，提高了模式分辨率，引入四階水平擴散方案，調(diào)整了微物理參數(shù)化方案與動力框架的耦合方案，完善了地面輻射能量平衡方程以及優(yōu)化了后處理雷達(dá)組合反射率因子的診斷方案，并集成所有改進(jìn)成果形成新的業(yè)務(wù)化GRAPES_Meso V4.0。批量試驗結(jié)果表明:GRAPES_Meso V4.0降水ETS評分普遍提高，同時預(yù)報偏差明顯降低，月平均降水更接近實況，且能夠較好地刻畫雨帶細(xì)節(jié)；2 m溫度預(yù)報偏差有較為顯著的改善，大部分地區(qū)24 h預(yù)報有1～2 ℃左右的降低，有些地區(qū)有3～5 ℃的降低；GRAPES_Meso V4.0對高度場、溫度場和風(fēng)場的改進(jìn)效果比較顯著，500 hPa的溫度、風(fēng)速、位勢高度場的相關(guān)系數(shù)均有顯著提高，850 hPa的均方根誤差也明顯降低，整體性能明顯高于GRAPES_Meso V3.0。

MICAPS4預(yù)報業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)展與未來發(fā)展——《應(yīng)用氣象學(xué)報》2017年第28卷第5期

高嵩等指出，以精細(xì)化預(yù)報為標(biāo)志的現(xiàn)代天氣預(yù)報業(yè)務(wù)對高時空分辨率氣象數(shù)據(jù)的應(yīng)用提出了更高的需求，而傳統(tǒng)的預(yù)報分析制作系統(tǒng)MICAPS3（Meteorological Information Comprehensive Analysis and Processing System Version 3）無法滿足符合大數(shù)據(jù)特征的實時預(yù)報相關(guān)的數(shù)據(jù)應(yīng)用。同時，模式預(yù)報和集合預(yù)報應(yīng)用已在各專業(yè)預(yù)報領(lǐng)域中發(fā)揮越來越重要的作用，網(wǎng)格預(yù)報產(chǎn)品正在涵蓋全部的預(yù)報業(yè)務(wù)流程，而MICAPS3無法提供便捷高效的支撐。為解決上述問題，國家氣象中心啟動了MICAPS4建設(shè)，一方面建立了基于大數(shù)據(jù)的氣象實時預(yù)報應(yīng)用技術(shù)體系，解決了氣象大數(shù)據(jù)處理、存儲、分析和顯示效率的關(guān)鍵技術(shù)難題；另一方面搭建了多個滿足不同復(fù)雜預(yù)報業(yè)務(wù)需求的專業(yè)化版本。MICAPS4將信息化技術(shù)與預(yù)報技術(shù)、預(yù)報業(yè)務(wù)流程緊密結(jié)合，解決了現(xiàn)代化預(yù)報方法的平臺化集成應(yīng)用與精細(xì)化預(yù)報制作的關(guān)鍵技術(shù)難題，基于MICAPS4基礎(chǔ)框架的多個專業(yè)版在中央氣象臺和部分省級氣象臺進(jìn)行業(yè)務(wù)化應(yīng)用推廣。基于CIMISS（China Integrated Meteorological Information Sharing System）-MICAPS4的海量數(shù)據(jù)存儲環(huán)境，極大減輕了系統(tǒng)部署和本地化工作量，顯著提升了數(shù)據(jù)解析及數(shù)據(jù)存儲訪問效率。

國家級強對流天氣綜合業(yè)務(wù)支撐體系建設(shè)——《氣象》2017年第44卷第7期

國家級強對流天氣預(yù)報業(yè)務(wù)正在從以短期預(yù)報為主調(diào)整到短期和短時預(yù)報并重的業(yè)務(wù)格局。從強對流天氣預(yù)報技術(shù)發(fā)展與服務(wù)需求的角度，楊波等重點介紹了國家級強對流天氣綜合業(yè)務(wù)支撐平臺及其核心技術(shù)。該平臺以氣象數(shù)據(jù)組織和圖形化表達(dá)兩個核心要求為牽引，發(fā)展了數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)、自動氣象繪圖系統(tǒng)和WEB檢索與顯示系統(tǒng)。數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)基于多源觀測資料、中尺度數(shù)值預(yù)報和全球數(shù)值預(yù)報，發(fā)展了集約、高效的強對流天氣監(jiān)測和臨近預(yù)報、短時預(yù)報及短期預(yù)報等數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)，是整個平臺的核心。主要核心技術(shù)包括：從不穩(wěn)定與能量、水汽、抬升與垂直風(fēng)切變等條件出發(fā)，以歸納總結(jié)的分類強對流天氣概念模型為基礎(chǔ)的分類強對流短期預(yù)報分析技術(shù)；應(yīng)用“配料法”發(fā)展的分類分等級的強對流天氣客觀概率預(yù)報技術(shù)；強對流短時預(yù)報技術(shù)包括高分辨率數(shù)值預(yù)報釋用、多模式預(yù)報集成、對流尺度分析、實況和模式探空分析等多項技術(shù)，重點實現(xiàn)了從過去3 h實況到未來12 h預(yù)報的無縫隙銜接；強對流的監(jiān)測和臨近預(yù)報技術(shù)在基于多源資料的強對流天氣實況與強對流系統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)基礎(chǔ)上，發(fā)展了基于雷達(dá)特征量、強對流實況、各類強對流指數(shù)和預(yù)警信號等多源信息的報警技術(shù)。自動氣象繪圖系統(tǒng)實現(xiàn)了高效、便捷地接入多種數(shù)據(jù)、自動進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和制圖等多項功能。在預(yù)報服務(wù)方面，基于WebGIS發(fā)展了縣級分類強對流預(yù)警信號和國家級分類強對流預(yù)警預(yù)報產(chǎn)品共享技術(shù)，實現(xiàn)強對流短時預(yù)報業(yè)務(wù)的高交互性與上下互通的功能。