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马旭林: 作品数：53 被引量：364H指数：12; 供职机构：南京信息工程大学更多>>; 发文基金：国家自然科学基金公益性行业(气象)科研专项江苏高校优势学科建设工程资助项目更多>>; 相关领域：天文地球文化科学电子电信环境科学与工程更多>>

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区域集合预报系统的集合变换卡尔曼滤波初始扰动的余弦分析约束方案: 2023年; 基于GRAPES区域集合预报系统,针对初始扰动对预报误差描述能力依然不足的问题,在动力降尺度构造集合初始扰动的基础上,本文利用集合变换卡尔曼滤波(ETKF)方法更新集合扰动以捕获更多中小尺度扰动信息,提出并发展了一种融合资料同化分析增量特征信息的新的分析约束扰动方法——余弦分析约束扰动,对ETKF更新后集合初始扰动的不合理信息进行适应性自主调整,使得不同空间尺度的初始扰动物理结构和振幅尽可能与相应的预报误差结构和振幅相一致。试验结果表明,随天气形式的持续演变,强降水区域分析约束调整的集合初始扰动的中小尺度信息明显更为丰富,且温度扰动显示出更明显的优势;在模式积分初期,余弦分析约束扰动方案的集合离散度和扰动能量在空间分布与演变特征等方面均表现出更为合理的发展趋势,初始扰动质量及预报性能由此得到了有效改善。; 王秋萍潘贤周勃旸张瑜马旭林成巍

GNSS掩星观测反演温度质量控制方法研究被引量：7: 2020年; 将中国区域划分成4个气候区,采用双权重标准差及设置相关系数阈值的方法,以中国120站的探空温度作为参考,将2014年的COSMIC、Metop-A、Metop-B掩星温度作为样本进行质量控制,同时也跟传统标准差法进行对比,并对质量控制结果进行了检验。结果显示,3种掩星之间的结果较为相似,不同气候区的温度具有不同的特征,从而划分不同的阈值区间,使质量控制更加准确。传统标准差法标识出的错误数据均可以由双权重标准差法标识出,且双权重法还能检测出传统标准差法无法检测出的错误点。并通过统计确定GNSS掩星温度与探空温度相关系数阈值为0.860 9,对可疑温度进行标识。从质量控制结果来看,错误温度的分布大多都是掩星温度与探空温度相差较大的点,剔除质量控制出的错误温度后,掩星温度与探空温度相关性得到明显改善,此方法适用于对GNSS掩星反演温度的质量控制,为气象服务提供更准确的观测资料。; 程凯琪郭启云马旭林李昌兴

GRAPES区域集合预报尺度混合初始扰动构造的新方案被引量：16: 2018年; 集合预报初始扰动能否准确反映预报误差的结构特征是决定区域集合预报质量的关键因素之一。本文针对GRAPES区域数值预报模式,发展设计了一种基于资料同化思想的混合尺度初始扰动构造新方案。该方案以全球大尺度信息为背景场,区域模式预报作为观测资料,借助GRAPES三维变分同化系统,将高质量的全球大尺度信息与区域模式预报中质量较高的中小尺度信息有效融合,构造混合尺度区域集合预报初始扰动,并通过个例试验和批量试验,比较分析了新方案和原区域集合预报的性能。试验结果表明,基于资料同化构造的初始扰动能够有效融合全球大尺度信息和中小尺度天气系统的信息,其降水概率预报更具参考价值。总体上看,区域集合预报混合初始扰动新方案能够较好地改进区域集合预报质量,尤其是对高度场和温度场效果更为显著,但对风场的集合预报性能影响略小。; 马旭林计燕霞周勃旸时洋李琳琳郭欢; 关键词：资料同化 GRAPES

数值天气预报中集合-变分混合资料同化及其研究进展被引量：30: 2014年; 数值天气预报中混合资料同化是结合集合预报与变分同化方法各自优势研究发展的一种新型资料同化方案。它在变分资料同化框架的基础上,利用集合预报扰动场信息的优点,构造具有流依赖属性的背景误差协方差结构,克服变分同化中固定、均匀及各向同性的背景误差协方差的缺陷,改善对不同天气系统预报误差协方差的表达能力,从而改善分析和预报的质量。近年来,基于集合与变分方法的混合资料同化快速成为数值预报资料同化发展的新趋势,具有良好的业务应用潜力。对集合与变分混合资料同化的研究进展进行综述,在简要介绍数值天气预报中资料同化发展趋势的基础上,分析混合资料同化方案的理论框架和优势,总结混合资料同化的发展和研究成果,并讨论我国研究和发展混合资料同化的基础和前景及面临的问题,指出混合资料同化发展中亟需研究的关键科学问题。; 马旭林陆续于月明朱金焕陈静; 关键词：数值天气预报变分资料同化

台风预报误差的流依赖特征及混合资料同化中最优耦合系数被引量：10: 2015年; 基于集合卡尔曼变换与三维变分(ETKF-3DVAR)混合资料同化系统和欧洲中期天气预报中心(ECWMF)的全球集合预报,以"梅花"台风为例,分析了台风系统预报误差的流依赖特征,讨论了耦合系数在混合同化和预报中的敏感性及其对预报质量的影响。结果显示,台风系统的预报误差协方差具有显著的中小尺度结构特征,集合估计的预报误差协方差结构能够再现其流依赖属性。相对于3DVAR方案,混合资料同化方案的最优耦合系数对台风系统的分析和预报质量具有更好的改善;但不同的耦合系数对台风路径预报有明显的影响,不合适的耦合系数甚至可能导致更坏的结果,只有耦合了相对合适的预报误差协方差的流依赖信息,混合资料同化方案才可能对分析和预报质量有正效果。这表明在混合资料同化系统中,构造一种具有自适应能力的耦合权重函数,实现相对最优权重的自动选择,对充分发挥混合资料同化方案的潜在优势具有重要意义。; 马旭林李琳琳周勃旸朱金焕和杰计燕霞; 关键词：数值天气预报资料同化三维变分

适应数值模式垂直坐标的GPS掩星反演资料稀疏化方案被引量：4: 2019年; GPS掩星反演大气温湿资料具有高垂直分辨率、高精度、受云和降水影响小等优点,针对GRAPES同化预报系统,发展设计了一种既考虑预报模式高度-地形追随垂直坐标不均匀分层特点,又结合掩星反演资料特性的新适应性垂直稀疏化方案。通过个例试验和批量试验,探索了该适应性稀疏化方案对分析预报质量的影响。试验结果表明:选取合适的稀疏参数,新稀疏化方案的GPS掩星反演资料对背景场的调整更加有效,分析场质量更高;位势高度、比湿、温度和风场等预报场的均方根误差均更小;适应性稀疏化方案对改善台风路径预报具有积极作用。批量试验则进一步证实了适应性稀疏化方案对分析场质量有明显的改善作用。; 马旭林郭欢和杰和杰李琳琳; 关键词：资料同化三维变分 GRAPES GPS掩星 COSMIC

B08RDP区域集合预报温度场质量评估与综合偏差订正被引量：3: 2016年; 针对B08RDP(The Beijing 2008 Olympics Research and Development Project)5套区域集合预报资料,系统分析了各套集合预报温度场的预报质量。在此基础上运用集合预报的综合偏差订正方法对温度场进行偏差订正,并对其效果进行了分析讨论。结果显示:5套B08RDP区域集合预报中,美国国家环境预报中心(NCEP)区域集合预报温度场的整体预报质量最高,平均预报误差最小,离散度也最为合理,预报可信度和可辨识度均较优;而中国气象科学研究院(CAMS)的温度预报误差过大,预报质量最差。整体上看,除NCEP之外的4套集合预报的温度场均存在集合离散度偏小的问题;综合偏差订正能有效减小各集合预报温度场的集合平均均方根误差,改善集合离散度的质量,显示出综合偏差订正方案对集合预报温度场偏差订正的良好能力。; 马旭林周勃旸时洋计燕霞和杰; 关键词：偏差订正

2003年6月24～25日江南特大暴雨的数值模拟和诊断分析: ＜正＞ 1 引言2003年6月下旬至7月下旬初,江淮地区发生了继1991年以来最为严重的一次大范围洪涝灾害,淮河流域大部分地区6月21日至7月7日的总降雨量为1953年以来最大值。广大气象工作者对江淮梅雨锋暴雨的研究已取...; 张芳华马旭林杨克明; 文献传递

一次江淮强暴雨过程的湿有效能量及其收支特征被引量：2: 2015年; 利用高分辨率的WRF模式模拟结果,采用基于格点的湿有效能量计算方案,对一次江淮梅雨期强暴雨发生发展过程中湿有效能量的时空演变特征进行分析,并从定性和定量的角度探讨了能量方程转换项、平流项和垂直输送项对强暴雨过程中湿有效能量的输送和积聚作用。结果表明,强暴雨过程中湿有效能量的时空特征与强暴雨发生发展具有良好的对应关系,对流层低层800 hPa湿有效能量40×10^4J·hPa^-1·m^-2的等值线范围和该等值线伸展至500 hPa附近可作为判断强暴雨发生的必要条件。暴雨发生前2-3 h的能量快速积聚及其对暴雨区移向的引导,对强暴雨预报具有良好的指示作用。湿有效能量的水平和垂直输送及转换确保了能量的积聚和对流层中层能量的增加,为强暴雨的发生和维持提供了充足的能量。; 马旭林孙丽娜姜胜于月明官元红; 关键词：湿有效能量暴雨数值模拟

一次江淮暴雨高分辨率数值预报中云微物理方案敏感性分析: 2023年; 基于全可压非静力中尺度预报模式WRF,选取Lin、WSM3、WSM5、WSM6、Goddard五种云微物理方案和Kain-Fritsch积云对流参数化方案,对2017年6月10日的江淮暴雨过程开展高分辨率数值预报试验,重点研究了云微物理方案对强降水预报的敏感性。结果表明:Lin方案模拟的局地暴雨区降水量随时间的演变与实况较为吻合,但降雨量偏小,WSM5、WSM6和Goddard方案模拟的降水量级与实况更为吻合;不同云微物理方案对此次江淮暴雨的预报能力具有明显差异,小雨量区域的模拟效果基本一致,暴雨和大暴雨对云微物理方案更加敏感;云中水成物的三维结构特征差异明显,其水成物含量也显著不同。WSM5方案模拟的雨水和云水含量较高,其降水量和落区质量较好;不同微物理方案产生差异明显的垂直速度,导致云量、云高有所差异,进而影响降水预报的性能,说明选用更为敏感的云微物理方案对降水预报质量的改善具有重要作用。; 孟泽华高彦青马旭林周勃旸; 关键词：江淮暴雨

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