论文推荐|CMA-BJ系统总云量预报性能检验评估

文摘   2024-10-25 12:00   北京  
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云是天气气候中最重要、最活跃的因子之一,对大气系统的辐射能量平衡和水分循环起到重要调制作用。对总云量进行有技巧的预报可为更好把握天气现象、预测光伏发电等新能源出力提供客观依据。有必要对模式云量预报性能进行全面检验,并通过环流和水汽等要素诊断揭示误差成因来源,为模式改进和预报服务提供参考。
张帅等(2024)针对中国气象局北京快速更新循环数值预报系统(CMA-BJ),采用时间尺度分离的方法,将观测和预报的云量变化分离为月平均、日循环和逐时变率等3个尺度分别进行评估,结果显示:

(1)CMA-BJ总体能够抓住总云量的空间分布和季节差异,空间相关关系数在各月均超过0.6,但在冬季(1月)对总云量存在低估,在夏季(7月)则高估了长江以南地区的总云量。 

(2)模式能够较好地把握全国大部分地区云量日变化强度特征和空间分布,特别是能够较好抓住青藏高原午后云量增多特征,但对华南云量日循环预报不佳(图1)。

图1  2020年1月总云量观测标准差较大区域第1天(1~24 h)、第2天(25~48 h)、第3天(49~72 h)、第4天(73~96 h)预报和对应观测的总云量距平变化时间序列


(3)模式对逐时云量变率预报技巧随预报时效延长而降低,有技巧的预报可维持至48~72 h,在春季技巧相对较高而秋季技巧偏低,对我国华北、东北和长江部分地区预报技巧较高。 

(4)与观测相比,模式中总云量对500 hPa相对湿度和垂直速度依赖关系减弱,其中1月模式相对湿度偏小可能是造成总云量预报负偏差的主要来源(图2);7月模式中的垂直速度预报偏差也可能是影响总云量预报准确性的原因之一。

图2  2020年1月、7 月 (a,b) ERA5 的总云量与 ERA5 的垂直速度,相对湿度, (c,d) 站点观测的总云量与 ERA5 垂直速度、相对湿度, (e,f) 站点观测的总云量与 CMA-BJ 预报的垂直速度、相对湿度,(g,h) CMA-B]预报的总云量与 CMA-BJ 预报的垂直速度、相对湿度的关系

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气象期刊
《气象》(Meteorological Monthly) ISSN 1000—0526,CN11—2282/P
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