《10-30天動力延伸期可預報性的研究》是依託揚州大學，由封國林擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：10-30天動力延伸期可預報性的研究
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：封國林
- 依託單位：揚州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
目前中國氣象局開展的預報預測業務只包括未來10天以內的天氣預報和30天以上的月季氣候預測，而未來10-30天的延伸期預報業務還是一個空白，因此10-30天動力延伸期可預報性研究具有潛在的套用價值。按照Von Neuman的經典理論，短期天氣數值預報可提為初值問題，氣候數值預報為邊值問題，而10-30天延伸期預報則兩者兼有，這在理論上表明了本申請項目的研究難度。從歷史演變資料中分析大氣環流持續性異常信號，通過壓縮自由度，提取10-30天可預報的穩定分量；在此基礎上，利用歷史資料來分析現有的全球數值預報模式的預報誤差，用統計方法來參數化模式的預報誤差，揭示誤差的演變規律，達到改進現有的全球數值預報模式的目的；研究10-30天延伸期的可預報性，開展針對我國10-30天尺度重大氣候事件即持續異常天氣氣候事件的預報關鍵技術研究，奠定研發10-30天動力延伸期數值預報模式的數理基礎。
結題摘要
按照Von Neuman的經典理論，短期天氣數值預報可提為初值問題，動力氣候預測為邊值問題，而10-30天延伸期預報則兩者兼有，這在理論上表明了項目開展的難度。本項目圍繞10~30天延伸期預報的可預報源與穩定可預報分量等科學問題，在延伸期數值預報新理論、可預報分量分離等方面取得了一系列突破，為10~30天延伸期預報開闢了一條新的途徑。獲得的主要成果：（一）提出延伸期數值預報可預報分量及其分離的新理論。針對大氣系統的混沌特性，從誤差增長的角度對數值模式中分離可預報分量和不可預報分量進行了理論推導，提出了在數值模式中分離可預報分量的方法，同時提出了利用可預報度定量化衡量模式氣象場可預報性的新概念；（二）發展了在複雜數值預報模式中分離可預報分量的新理論。研究了可預報分量的誤差增長特徵，借鑑了CNOP相關技術理論，建立了求解誤差運算元基底的免伴隨快速算法新理論；（三）本項目利用國家氣候中心已有的動力延伸預報模式，構建了有針對性的10~30天延伸期可預報分量模式，避免了重新建立可預報分量的方程組和數值模式的繁蕪工作；（四）發展了可預報分量預報的方案和策略。研究中撇開了傳統模式改進方法中僅依靠提高模式解析度的單一思路，把歷史觀測資料作為數值模式的特解，達到改進現有全球數值預報模式的目的，利用相似-動力方法對可預報分量的預報誤差進行訂正，顯示出良好的業務套用前景；（五）從歷史演變資料中分析大氣環流持續性異常信號，提取10-30天可預報的穩定分量，研究了歷史資料中10-30天延伸期穩定分量的可預報性，開展了針對中國10-30天尺度持續異常天氣氣候事件的預報關鍵技術研究；（六）初步研究了延伸期預報過程中初值和邊值的相對重要性和可預報分量與初值和邊值的聯繫，甄別了在延伸期預報過程中初值和邊值的貢獻。 本項目基礎性研究成果將為10-30天延伸期預報業務系統的改進與建設提供技術支撐，並發展出延伸期異常天氣、氣候事件持續性特徵的動力-統計預測的新理論和新途徑。
