李红祺
- 作品数：16 被引量：80H指数：6
- 供职机构：中国气象局更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：天文地球理学机械工程文化科学更多>>
- 全球/区域集合预报关键技术研发与业务应用
- 2023年
- 数值天气预报的发展状况和预报水平是当今世界用来衡量气象现代化水平和国际先进性的重要标志,是服务国家防灾减灾不可替代的技术手段之一。一直以来,数值预报的不确定性是影响数值预报准确率的世界难题,估计数值模式预报不确定性是世界各国数值预报业务焦点问题之一。为解决我国集合预报技术长期受限于欧美、缺乏自主核心技术和集合预报系统等问题,中国气象局地球系统数值预报中心研究团队在国家科技支撑计划、国家重点研发计划、国家公益行业科研专项、国家自然科学基金项目等项目支持下,针对中国气象局(CMA)全球及区域模式初值误差和模式误差特点,自主创新发展了集合预报关键技术,突破初值扰动技术、模式扰动技术和集合预报应用技术瓶颈,建成了自主可控的全球0~15d中期、中国区域0~3d短期、北京冬奥0~36 h对流尺度集合预报系统,实现天气预报服务保障的全覆盖,促进我国数值预报业务取得显著进步,总体技术指标达到国际先进水平。
- 陈静李晓莉邓国高丽李红祺
- 关键词：数值天气预报预报准确率自主核心技术
- 中国逐月(三—九月)降水特征对比分析
- 利用1960～2001年中国各测站逐日降水资料,NCEP同期500hPa高度场,潜热通量,感热通量和海温资料对中国逐月降水作了分析。年际、年代际变化方面,华南地区3月降水,江淮地区6、7月降水在42年内呈现上升趋势;江南...
- 李红祺钱永甫
- 关键词：潜热通量感热通量海温SPI
- 文献传递
- GRAPES全球集合预报系统模式扰动随机动能补偿方案初步探究被引量：19
- 2019年
- 为了体现次网格尺度能量升尺度转换过程中存在的不确定性,文中将随机动能补偿(Stochastic Kinetic Energy Backscatter,SKEB)方案应用于GRAPES(Global/Regional Assimilation and Prediction System)全球集合预报系统(GRAPES-GEPS),以更好地表征模式误差并且增大集合离散度。使用的SKEB方案基于具有一定时、空相关特征的随机型以及由数值扩散导致的局地动能耗散率来构造随机流函数强迫。并根据流函数与水平风速旋转分量的关系,将SKEB方案中的流函数强迫转化为适用于GRAPES全球模式的水平风速扰动。结果表明,SKEB方案的使用一方面能够提高GRAPES对大气动能谱的模拟能力;另一方面能够改善GRAPES-GEPS的集合离散度与集合平均误差的关系,增加了集合离散度,并在一定程度上减小了集合平均误差,尤其是在热带地区这种改进更为显著。而且该方案使得热带地区连续分级概率评分(CRPS评分)显著减小。就降水预报而言,从Brier评分与相对作用特征面积(AROC,Area under the Relative Operating Characteristics)的结果来看,SKEB方案有助于改善中国地区小雨[0.1 mm,10 mm)、中雨[10 mm,25 mm)与大雨[25 mm,50 mm)量级降水的概率预报技巧,而对暴雨[50 mm,∞)量级降水预报技巧影响很小(24 h降水量)。总体上,模式扰动随机动能补偿方案提高了GRAPES-GEPS的概率预报技巧。
- 彭飞李晓莉李晓莉李红祺
- 中尺度降水集合预报随机参数扰动方法敏感性试验被引量：14
- 2019年
- 中尺度降水模式预报具有很大的不确定性,为更好地描述与模式降水预报密切相关的物理过程关键参数的不确定性,基于中国气象局GRAPES (Global/Regional Assimilation and Prediction System)中尺度区域集合预报模式,从对模式降水预报不确定性有较大影响的积云对流、云微物理、边界层及近地面层等4个参数化方案中选取了18个关键参数,设计了一种随机参数扰动方案(Stochastically Perturbed Parameterization,SPP),并通过2015年6—7月总计10 d的随机扰动集合预报试验,对比分析了SPP方案对不同物理过程参数扰动敏感性、随机场时、空尺度敏感性、能量变化特征及其集合预报效果。结果显示,对所选择的任一物理过程参数化方案增加SPP扰动后,降水及等压面要素的概率预报技巧优于无SPP扰动的预报,而扰动积云对流和边界层过程中的参数较扰动云微物理过程中的参数影响更显著,且同时扰动积云对流、云微物理、边界层及近地面层参数化方案中的18个参数的集合预报效果优于扰动任何单一物理过程中的部分参数,表明SPP方案能够有效地提高中尺度降水概率预报技巧;从能量变化特征可知,不同物理过程的参数扰动对动能、内能和总能量的影响层次和特征有所不同,但总体而言,扰动前后各项能量基本相同;随机场时、空尺度敏感性试验发现,SPP扰动随机场时间、空间相关尺度对集合预报效果有明显影响,当扰动随机场选用12 h抗相关时间及截断波数20时,集合预报结果最优。上述结果表明,SPP随机参数扰动方案不仅能够有效提高集合概率预报效果,还能够提高集合降水概率预报技巧,具有良好的业务应用与发展前景。
- 徐致真陈静王勇李红祺陈法敬范宇恩
- 随机平衡设计傅里叶振幅敏感性分析方法和拓展傅里叶振幅敏感性分析方法在陆面过程模式敏感性分析中的应用探索被引量：4
- 2015年
- 探讨了随机平衡傅里叶振幅敏感性分析方法 (RBD-FAST)和扩展傅里叶振幅敏感性分析方法 (EFAST)在陆面过程模式参数敏感性研究中的应用.试验中使用通用陆面过程模式(Co LM)和通榆退化草地2008年夏季观测资料,针对陆气相互作用中重要的要素:感热通量(SH)、潜热通量(LH)、地表温度(ST),2 m气温(T2m)和2 m湿度(Q2m),分析了11个参数(土深、1—5层黏土比率、孔隙度、最大露水厚度、50%植物根深、地表空气粗糙度和冠层下土壤拖曳系数)的敏感性大小.结果表明,RBD-FAST和EFAST对参数的一阶敏感性检验结果较为一致且与之前的研究结果类似,EFAST方法还可以得到考虑了参数间相互作用的整体敏感性.RBD-FAST的优势主要表现为在极大地减少了计算消耗机的同时,一次取样即可计算所有参数的一阶敏感性,而EFAST的优势则在于通盘考虑了参数之间的相互影响,可以得到更为合理的整体敏感性序列.针对不同需求,选择使用这两种敏感性分析方法,有助于提高陆面过程模式参数化方案的改进效率.
- 李红祺
- 关键词：参数敏感性分析陆面过程模式
- 一种适用于数值预报APP的格点数据处理方法
- 本发明提供一种适用于数值预报APP的格点数据处理方法，包括：用户终端发送请求消息至数据分发服务器；数据分发服务器根据选定的阈值及范围数据向数据处理服务器发送数据处理请求命令；数据处理服务器调用处理脚本，并将数据处理请求命...
- 陈静李红祺
- 文献传递
- CMA高分辨区域集合预报系统支撑北京冬奥会气象服务保障的评估分析被引量：4
- 2022年
- 冰雪运动项目与气象条件关系密切,气象条件是冬奥会赛事顺利进行的关键因素之一。中国气象局地球系统数值预报中心根据2022年北京冬奥会比赛气象保障需求,基于多尺度混合初值扰动方法和侧边界扰动方法,初步建立了高分辨率区域集合预报试验系统,针对北京冬奥会比赛同期时段开展了连续试验。初步试验统计结果表明:主要预报变量高、中、低层等压面要素集合平均值的均方根误差基本小于等于控制预报误差,体现了集合平均相对于单一确定性预报的优势;地面要素风和降水预报效果较好,但温度24 h预报偏差高于2℃,距离精准冬奥气象保障还有一定差距。针对试验期间两次寒潮大风过程开展了高分辨率区域集合预报,天气学分析的检验结果表明,集合预报产品可以比较准确地描述地面温度主要分布特征、寒潮移动过程和降水预报,为预报员提供寒潮标准24 h变温预报、大风预报等有价值的概率预测信息。基于诊断方法开发了能见度、大风、降水相态等对冬奥赛事运行和运动员表现有重要影响的天气要素集合预报产品,初步试验结果表明不同集合成员的取舍对能见度预报反应敏感,具有一定预报能力,但预报范围偏大,数值偏低,需进一步改进;阵风预报与实况大值区分布比较一致,降水相态预报与观测分布吻合,雨雪分界线,降雨、雨夹雪、雪、冰粒落区范围合理,进一步提升了北京冬奥会气象的保障能力。
- 邓国戴玲玲周玉淑周玉淑李红祺陈静王继志
- 关键词：高分辨率冬季奥运会气象保障
- 中国逐月(三-九月)降水特征对比分析
- 利用1960～2001年中国各测站逐月降水资料，NCEF同期500hPa高度场，潜热通量，感热通量和海温资料对中国逐月降水作了分析。年际、年代际变化方而，华南地区3月降水，江淮地区6、7月降水在42年内呈现上升趋势：江南...
- 李红祺钱永甫
- 关键词：年际变化年代际变化感热通量潜热通量
- 文献传递
- CMA-REPS区域集合预报随机动能后向散射方案敏感性试验
- 2022年
- 模式中常应用水平扩散项以抑制非线性计算不稳定或阻尼虚假短波,但这会导致数值模式在截断尺度附近出现小尺度动能过度耗散。为了将被过度耗散的小尺度动能补偿回模式,将随机动能后向散射扰动方法(stochastic kinetic energy backscatter,SKEB)引入CMA-REPS区域集合预报系统。首先基于由一阶自回归随机过程在水平方向上进行球谐函数展开得到的随机型,然后计算由数值扩散方案引起的局地动能耗散率,进而构造随机流函数强迫,并将其转化为水平风速扰动,对耗散的动能进行随机补偿。开展了2018年9月、10月(选取1日、7日、13日、19日、25日)的10 d集合预报随机型时间及空间尺度敏感性试验,并对试验结果进行评估。获得如下结论:在CMA-REPS区域集合预报中应用SKEB方案,可在一定程度上补偿过度耗散的小尺度动能,进而改善了模式对实际大气动能谱的模拟能力。就集合预报技巧改进而言,SKEB方案可以显著改善区域模式水平风场U、V的离散度,同时水平风场、温度等要素连续分级概率评分(CRPS)和离群值评分均获得改善。对SKEB方案开展的6个时间尺度(失相关时间尺度τ选取1、3、6、9、12、15 h)和6个空间相关尺度(最大截断波数L_(max)选取80、100、120、160、200、240)敏感性试验结果表明,12 h失相关时间尺度和最大截断波数为240空间相关尺度的集合概率预报技巧更优。结论证明SKEB方案可以补偿在截断尺度耗散的小尺度动能,有效提高集合预报技巧。
- 范宇恩李红祺陈静陈静陈法敬陈法敬
- 拓展傅里叶幅度敏感性检验(EFAST)在陆面过程模式中参数敏感性分析的应用探索被引量：13
- 2013年
- 本文旨在探讨拓展傅里叶幅度敏感性检验(EFAST)在陆面参数敏感性分析中的应用.基于2008年吉林通榆观测值站的退化草地观测资料,针对通用陆面过程模式(CoLM)的关键陆面参数,使用地表感热通量、潜热通量作为检验变量,尝试将EFAST方法运用到陆面过程模式参数敏感性试验中.在充分考虑单个参数敏感性的基础上,将参数间的耦合作用考虑进来,研究了相互影响制约下的多参数变化对非线性系统的影响,并且对这种非线性影响进行了定量分析.敏感性分析结果表明:土壤砂土比例、最小水分透过孔隙度为影响地表感热通量与潜热通量的关键参数,验证了EFAST方法在陆面过程模式参数敏感性分析方面的可行性.本项研究对于外场观测试验的设计和发展陆面模式物理过程参数化方案具有积极的指导意义.
- 王建栋郭维栋李红祺
- 关键词：陆面过程模式陆面参数
