LAPS-RUC系统的搭建及其预报效果检验分析.pdfVIP

LAPS-RUC 系统的搭建及其预报效果检验分析 李红莉 （中国气象局武汉暴雨研究所，湖北武汉 430074 ） 提 要：本文简单介绍了基于LAPS系统和WRF 模式建立的快速循环分析预报系统（LAPS-RUC），并针对一次 暴雨过程，设计几种试验方案，结合实况降水分布，对比分析了所建立的LAPS-RUC 系统对改善暴雨预报的 作用。根据上述试验分析结果，并为了检验该RUC在实际主汛期业务应用中的效果，再设计批量试验方案， 对比分析了该 RUC 系统对华中区域 2007 年主汛期（6 月-8 月）的多个时效的降水预报评分。结果表明， LAPS-RUC系统的成功建立，能在主汛期进行快速更新预报，并实现对此次暴雨过程的快速预报。LAPS系统 为一个资料综合融合分析系统，所融合的资料越多越能在其分析场中包含更多的中尺度信息，进而为模式 提供更优初始场。针对此次暴雨过程，利用LAPS系统融合地面资料和雷达资料后，比仅融合地面资料更能 修正由模式预报场提供的背景场，得到更优模式初始场，改善模式降水预报，并且降雨量级越大，对24小 时降水预报 Ts 评分提高越多；利用 LAPS-RUC 系统多时次循环分析能为模式初始场增加观测资料的时间演 变信息，改善模式降水预报，尤其能提高模式对暴雨量级降水的预报；各个时刻启动的 RUC 预报都具备稳 定性和一定的评分水平。 关键词：LAPS RUC 数值试验 Ts 1 引言 近年来，多途径探测资料的实时获取及数值模式的快速发展，使中尺度分析和预报技术 日益成为天气预报中的重要组成部分。如何将二者快速有效结合，为灾害性天气的超短期预 报和临近预报服务，是亟待解决的问题。国际上多采用快速更新循环(Rapid Update Cycle) 同化和预报系统（RUC 系统）来进行精细的数值预报。RUC 系统是在高分辨率数值模式的基 础上，采用高频次更新周期的同化分析吸收密集的多途径探测资料为数值模式提供高质量的 初始场来进行精细的数值预报。美国 NOAA[1]，台湾中央气象局、韩国气象局等单位都在业务 上应用了各自建立的 RUC 系统。中国大陆对 RUC系统的应用研究近几年也开展起来 [2] 。武汉 暴雨所于2005年引进美国NOAA开发的LAPS系统（Local Analysis and Prediction System）， 将其本地化，实现实时业务运行，为业务及科研用户提供高时空分辨率的中尺度分析产品 [3-4]。同时，围绕 LAPS 系统的性能及产品应用做了许多研究[5-7]。现正在积极开展以 LAPS 系 统为资料同化系统，结合多种模式的 RUC 系统。本文介绍了以 LAPS 系统和 WRF 模式为基础 的 LAPS-RUC 系统的建立方法，并针对一次暴雨过程，设计几种试验方案，进行对比分析， 以了解该 LAPS-RUC 系统对降水预报的改进情况；并根据上述几种方案试验分析结果，选取 最佳方案，对华中区域 2007 年6 月至8月主汛期进行批量试验，研究该 LAPS-RUC 系统对汛 期降水预报的改善作用。 2 LAPS-RUC系统的建立 利用武汉暴雨所成功引进移植的 LAPS 系统融合各种资料后获得的分析场，为 WRF 模式 提供初始场进行预报；同时将模式预报结果提供给 LAPS 系统作为背景场，再进行中尺度分 析，建立基于 LAPS 系统与 WRF 模式的快速循环分析预报系统（LAPS-RUC）。图1 为建立的 LAPS-RUC 系统流程图。LAPS 是一个具有中尺度分辨率的分析与预报系统，该系统的原理、 基金项目：科技部公益行业专项(GYHY201006003，GYHY200906010)资助；国家重点基础研究发展计划(2004CB418307)；武汉暴 雨所基本科研业务费专项(1011)；国家自然基金；武汉暴雨所开放基金(0912)共同资助 作者简介：李红莉（1979-），女，湖北襄阳人，硕士，主要从事资料同化及中尺度分析系统研究．E-mail:maxiyouyou@ 结构和流程已经在武汉暴雨所发表的有关文章[3-4]中作了较为详细的介绍，本文在此仅作简 要说明。LAPS 的基础算法是在背景场基础上采用距离权重插值得到网格点值，然后分别对 气温、气压、风、云等采用连续订正与经验相结合的方法[8-9]，其算法透明，计算速度快， 分析场与观测实况接近，因此 LAPS-RUC 能真正实现快速循环分析，满足业务需求。LAPS 系 统及 WRF