中長期天氣預(yù)報課件

中長期天氣預(yù)報課程概況從課程名稱可知，本書主要介紹兩部分內(nèi)容，中期天氣預(yù)報和長期天氣預(yù)報。第一章為概述，第二到第四章為中期預(yù)報內(nèi)容，（重點）第五到第八章為長期預(yù)報內(nèi)容，（重點）第九章介紹自動化系統(tǒng)。我們主要學(xué)習(xí)前八章。第一章緒論一、重要性：國計民生的需要

◆多行業(yè)和學(xué)科的需要：農(nóng)業(yè)，水利，環(huán)保，經(jīng)濟建設(shè)等?！纛l繁發(fā)生的自然災(zāi)害的預(yù)測需求。全球變化（變暖、干旱、洪水、生態(tài)環(huán)境變化，第5次生物大滅絕）。氣象人員的驕傲（我們的貢獻）、責(zé)任（提供好的預(yù)報）、羞愧（預(yù)報水平不能令人滿意）。二、歷程長期預(yù)報的可行嗎？◆1976美國氣象學(xué)會聲明：月以上的逐日預(yù)報無參考價值

◆1981英國停止1963年-1981年的長期天氣預(yù)報發(fā)布

◆1980s年代受氣候異常影響，中長期預(yù)報復(fù)蘇：1986-1991WMO召開5次國際研討會

制定國際研究與合作計劃近40個國家發(fā)布預(yù)報大量的分析和預(yù)報方法的研究第一節(jié)長中短期天氣預(yù)報的區(qū)別1.什么是長、中、短期天氣預(yù)報？

1955年，馮.紐曼在美國普林斯頓召開的第一次氣候模擬大會上關(guān)于這個問題有一個著名的論述：他認為預(yù)報可以按照時間尺度很方便的分為3類，第1類預(yù)報對象的運動只取決于初始條件（簡單說明）；第2類運動則相反，其變化完全不依賴于初始條件，而只依賴于外部強迫（簡單說明）；第3類運動不但依賴于初始條件還依賴于外部強迫。這3類預(yù)報問題分別就是短期天氣預(yù)報、長期天氣預(yù)報（氣候預(yù)報，這里一般指短期氣候預(yù)報。

1.什么是長、中、短期天氣預(yù)報？

定義：短期天氣過程僅和初始條件有關(guān)，預(yù)報短期天氣過程的天氣預(yù)報，就稱為短期天氣預(yù)報。中期天氣過程和初始條件、外力強迫均有關(guān)，預(yù)報中期天氣過程的天氣預(yù)報，就稱為中期天氣預(yù)報。長期天氣過程僅和外力強迫有關(guān)，預(yù)報長期天氣過程的天氣預(yù)報，就稱為長期天氣預(yù)報。（根據(jù)上述論述認為，短期預(yù)報最簡單，長期預(yù)報也相對較簡單，最難得是中期預(yù)報）（現(xiàn)在的研究和預(yù)報實踐發(fā)現(xiàn)，長期預(yù)報最難）2.時間尺度

短期天氣過程：<72小時較公認，可外推我國實際0-3天中期天氣過程：3天以上—2-3周上限有爭議我國實際3-10天長期天氣過程：1月以上月、季、年預(yù)報我國實際月均預(yù)報（超常期預(yù)報或氣候預(yù)報：1年以上）第二節(jié)歷史回顧1、長期天氣預(yù)報歷史回顧：（1）1873年在維也納召開了第一次國際氣象會議，天氣觀測網(wǎng)、情報交換、促進氣象事業(yè)發(fā)展的機構(gòu)等方面開始國際合作；（2）四大學(xué)派：Walker學(xué)派：1883年T.D.Bort提出了大氣活動中心的概念，指出大范圍天氣異常和周期與大氣活動中心的位置和強度異常有關(guān)。1924－1937年，Walker提出三大濤動概念：北大西洋濤動（NAO）、北太平洋濤動（NPO）、南方濤動（SO）。至今仍有重要意義（比如SO—ENSO）；1912年，穆爾坦諾夫斯基學(xué)派：以追蹤冷空氣路徑開始制作長期預(yù)報；貢獻是第一次用天氣學(xué)方法做長期天氣預(yù)報。第一次提出了長期天氣預(yù)報的階段性和周期性；1935年，王根蓋姆學(xué)派：以大氣環(huán)流季節(jié)轉(zhuǎn)換規(guī)律制作長期預(yù)報。貢獻是為大型環(huán)流長期預(yù)報方法奠定了基礎(chǔ)；1936年，鮑爾學(xué)派：用回歸方程和復(fù)相關(guān)系數(shù)制作長期預(yù)報。貢獻是提出了統(tǒng)計學(xué)和天氣方法相結(jié)合作天氣預(yù)報的方法；第二節(jié)歷史回顧（3）納米阿斯：認為長期天氣預(yù)報的對象應(yīng)該是月平均溫度和月總降水量，而這兩個要素取決于月平均環(huán)流，因此應(yīng)該先做平均環(huán)流預(yù)報。（4）其它重要發(fā)展：20世紀50年代，Phillips用大氣環(huán)流進行數(shù)值實驗并制作長期預(yù)報。20世紀70年代，馬爾丘克采用海氣耦合方案作長期預(yù)報。近些年來又有一些重要進展，比如指出了歐亞大陸積雪、青藏高原積雪的影響，北極地區(qū)、高緯度積雪和極冰的影響，南極大陸的冰蓋作用，海氣相互作用（ENSO、黑潮SST）。2、中期天氣預(yù)報回顧：

最主要進展是中期數(shù)值天氣預(yù)報的成功。主要是70年代后得到大力發(fā)展。目前水平最高的是ECMWF，其次是日本。中期數(shù)值天氣預(yù)報對于1星期左右的大氣環(huán)流形勢的預(yù)報是比較可靠的，但對于物理量（氣溫、降水）的預(yù)報就比較差，因此中期天氣預(yù)報工作一個很重要的內(nèi)容就是中期數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品的釋、用。第三節(jié)我國中長期天氣預(yù)報的發(fā)展1、我國長期天氣預(yù)報的發(fā)展：（我國長期預(yù)報的水平還可以，主要是全球都差）（1）我國最早進行長期預(yù)報研究的是涂長望，根據(jù)沃克理論和方法研究了我國冷暖旱澇與世界各地的關(guān)系，并建立了回歸方程；（2）建國后，楊鑒初研究出一種運用氣象要素歷史演變的規(guī)律制作一年以上的長期預(yù)報的方法；（周期）（3）50年代中期以來對國際上幾大學(xué)派的理論和方法給予了較多的注意，并開始結(jié)合東亞天氣氣候特點和我國實際情況做長期天氣預(yù)報。自1958年以后中央氣象臺每年10~11月組織第二年度預(yù)報，自60年代初每年3月就組織當(dāng)年的汛期（6-9月）天氣預(yù)報匯商。1973年以來每年4月組織進行長江流域預(yù)報；（4）80年代以來，得到大力發(fā)展：加強對大氣環(huán)流異常的三維結(jié)構(gòu)和低頻變化的研究。副高與我國雨帶的關(guān)系研究。極渦與我國低溫冷害的關(guān)系研究。ENSO與我的長期天氣的關(guān)系研究。（5）長期數(shù)值天氣預(yù)報方面也取得了很大的進展。物理過程越來越全面、合理。2、我國中期天氣預(yù)報的發(fā)展：我國中期天氣預(yù)報業(yè)務(wù)是在50年代初開始的，主要依據(jù)天氣分析并結(jié)合預(yù)報員的經(jīng)驗，50年代中期試用了蘇聯(lián)的帕加瓦中期預(yù)報方法和美國的一些方法，但效果不好。1958年在蘭州召開了第一次中期預(yù)報經(jīng)驗交流會，1960年中央氣象局推廣了四川的汛期中期預(yù)報方法；這些對我國中期天氣預(yù)報有重要的意義；1991年1月開始，中期數(shù)值預(yù)報業(yè)務(wù)系統(tǒng)開始進入業(yè)務(wù)預(yù)報階段?，F(xiàn)在：一方面以氣象部門為主，從本地區(qū)的實際需要出發(fā)，著重于災(zāi)害性和關(guān)鍵性天氣的中期預(yù)報。另一方面以科學(xué)院和院校為主，利用近代數(shù)學(xué)和力學(xué)的理論方法并以數(shù)值分析和數(shù)值實驗為重要手段，結(jié)合氣象學(xué)的問題創(chuàng)立新的理論和方法，現(xiàn)在我國的中期數(shù)值預(yù)報已經(jīng)初具規(guī)模。我國中期數(shù)值天氣預(yù)報開展較晚，現(xiàn)在業(yè)務(wù)部門運行的數(shù)值預(yù)報模式是歐洲中心淘汰的預(yù)報模式，預(yù)報水平也不高。購買歐洲中心的預(yù)報結(jié)果。3、中長期天氣預(yù)報的幾個問題（1）長期預(yù)報的幾個問題1.一般認為，大氣環(huán)流持續(xù)異常是造成大范圍天氣異常的直接原因。因此持續(xù)對大氣環(huán)流異常狀態(tài)及其演變規(guī)律進行天氣氣候?qū)W和大氣統(tǒng)計學(xué)的分析研究，對提高長期天氣預(yù)報有效性很有必要；2.對長期天氣變化過程物理原因的研究是長期預(yù)報基礎(chǔ)理論研究的重要方面：外源強迫的研究。3.目前的長期預(yù)報方法：天氣氣候?qū)W方法，概率統(tǒng)計學(xué)方法，流體力學(xué)熱力學(xué)方法三類（也就是天氣學(xué)方法（思想的延伸）、統(tǒng)計學(xué)方法和動力學(xué)方法）。（2）中期預(yù)報的幾個問題1.機理的研究。2.完善中期數(shù)值預(yù)報模式。3.大力改進和建立中期預(yù)報工具和方法。4.目前中期天氣預(yù)報的方法：天氣學(xué)方法（第二章），數(shù)值預(yù)報方法（第三章，最主要的方法），統(tǒng)計學(xué)方法（第四章）。第二章中期天氣過程特征和中期天氣過程模式（內(nèi)容）第一節(jié)中期天氣過程特征與中期天氣預(yù)報的一般思路中期天氣過程的特點中期天氣預(yù)報的圖表工具中期天氣預(yù)報的一般思路第二節(jié)中期天氣過程模式建立中期天氣過程模式的一般方法天氣過程模式在中期天氣預(yù)報中的應(yīng)用第一節(jié)中期天氣過程特征與中期天氣預(yù)報的一般思路一、基本概念：中期：時間尺度3-15天-一個月？（我國3－10天）天氣過程：天氣系統(tǒng)發(fā)生、發(fā)展和移動、演變的規(guī)律。中期天氣過程：與中期天氣預(yù)報的時間尺度相適應(yīng)的天氣過程，比如：大尺度和行星尺度的天氣過程，如長波、超長波、阻塞系統(tǒng)、極渦等。二、中期天氣過程的特點1、時間尺度：一個中期天氣過程，往往包含若干短期天氣過程，包含若干天氣系統(tǒng)的生消、發(fā)展。2、空間尺度：中期天氣過程比短期更明顯地受制于大型環(huán)流的演變調(diào)整。（1）系統(tǒng)尚未產(chǎn)生，需預(yù)報系統(tǒng)的產(chǎn)生；（2）需考慮更大范圍內(nèi)的一個或多個天氣系統(tǒng)的調(diào)整變化。3、非絕熱加熱：中期天氣過程既受大氣初始狀態(tài)的控制，又受外界能源的影響。

（1）內(nèi)部過程：如云（短波輻射、凝結(jié)潛熱、長波輻射等）??（2）外部過程：下墊面（冰雪、海洋、植被等）??三、中期天氣預(yù)報的圖表工具圖表工具1、各種氣候資料圖表：了解氣候背景。（1）要素氣候圖：多年平均的各旬降水量圖、雨季始迄時間、多雨少雨時段分布、氣溫圖、冷空氣活動表等。（2）環(huán)流氣候圖：旬或月的多年平均環(huán)流場、槽脊活動頻率圖、副高位置和強度資料等。用于了解槽脊易于在什么位置發(fā)展等。（3）物理量氣候圖：平均基本氣流分布圖、急流分布圖、低緯合成風(fēng)資料等。（4）影響系統(tǒng)氣候圖：臺風(fēng)路徑頻率圖、臺風(fēng)強度分布圖、臺風(fēng)生成源地分布圖、氣旋活動頻率圖、西南渦活動頻率圖、冷高壓活動頻率圖等。三、中期天氣預(yù)報的圖表工具2、各種時間、空間平均圖（中期：超長波）：（1）時間平均圖：500hPa旬平均、侯平均、3天滑動平均圖，以及它們的距平圖等。獲得超長波。（2）空間平均圖：5點和9點平均。三、中期天氣預(yù)報的圖表工具3、各種濾波合成圖和高層天氣圖（超長波）：（1）合成波高度圖：諧波分析（傅里葉級數(shù)展開），1、2、3波為超長波，4、5、6波為長波。（2）高層圖：50hPa、25hPa、10hPa天氣圖。利用的是大氣本身隨高度增高產(chǎn)生的阻尼濾波作用。4、各種環(huán)流指數(shù)和特征量的時間演變曲線圖及時空剖面圖：西風(fēng)環(huán)流指數(shù)曲線、低緯環(huán)流振動曲線等，急流時間剖面曲線、槽脊活動時間剖面曲線等。四、中期天氣預(yù)報的一般思路1、預(yù)報對象：不象短期天氣預(yù)報那樣具體，也不象長期天氣預(yù)報那樣籠統(tǒng)。主要預(yù)報的是旬總降水量、旬平均溫度、旬雨日，還有旬內(nèi)天氣過程的出現(xiàn)時段，比如冷空氣過程、降水過程、和一些危險天氣等。四、中期天氣預(yù)報的一般思路2、一般思路：（1）了解天氣、氣候背景。（2）建立天氣模式。（3）將當(dāng)前天氣過程與各類天氣過程模式作比較，分析其異同點，作預(yù)報。并訂正。（4）參考數(shù)值預(yù)報結(jié)果。四、中期天氣預(yù)報的一般思路3、具體預(yù)報工作思路：（1）掌握天氣、氣候特點（剛到臺站）；（2）建立天氣過程模式（剛到臺站）；（3）分析大型環(huán)流形勢（具體預(yù)報時）；（4）結(jié)合應(yīng)用中期數(shù)值預(yù)報結(jié)果（釋用）；（5）應(yīng)用單站氣象要素實況演變曲線進行訂正。第二節(jié)中期天氣過程模式什么是天氣過程模式如何建立中期天氣過程模式（方法和舉例）

1、天氣過程模式概念把歷史上已經(jīng)出現(xiàn)過的一些重要天氣形勢或天氣過程，按預(yù)報需要劃分為若干類別，從同類若干個例中總結(jié)歸納出典型形勢或過程，并對其動態(tài)過程特征給以客觀描述。方法提煉主要特征缺陷歸納過程中帶有主觀性

2、建立中期天氣過程模式的一般方法典型個例法（選典型個例）歸納個例法（歸納共同特征）平均圖法（所有個例平均）按預(yù)報量分類法：如按旱、澇、正常按預(yù)報因子分類法：如按氣溫、氣壓、濕度分類為增溫、增濕、增壓、降溫、降濕、降壓等類型。3、天氣過程模式在中期天氣預(yù)報中的應(yīng)用例1：寒潮中期天氣過程模式寒潮概念：大范圍強冷空氣在一定環(huán)流形勢下向南爆發(fā)的現(xiàn)象。（大風(fēng)、降溫、降水）（1）寒潮中期天氣過程的天氣學(xué)模式（2）寒潮中期天氣過程的能量學(xué)模式（3）寒潮中期天氣過程模式與數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品結(jié)合（4）寒潮中期天氣過程模式應(yīng)用的綜合方案（1）寒潮中期天氣過程的天氣學(xué)模式基本思想：寒潮爆發(fā)與環(huán)流調(diào)整有關(guān)寒潮中期過程的類型倒Ω流型：約占80%極渦偏心型：約占10%倒Ω型寒潮中期過程的三個階段：初始階段（爆發(fā)前20天左右）；醞釀階段（爆發(fā)前約7-10天）；爆發(fā)階段。初始階段（爆發(fā)前20天左右）高緯形成倒Ω流型大西洋脊向東向極地發(fā)展阿拉斯加脊向西向極地發(fā)展極渦分裂位于亞洲橋式高壓醞釀階段（爆發(fā)前約7-10天）亞洲形成倒Ω流型極渦大西洋脊阿拉斯加脊烏拉爾山脊加強負渦度暖平流冷渦南下鄂霍次克海脊發(fā)展亞洲倒Ω流型形成爆發(fā)階段（長波強擾動發(fā)展）長波急劇發(fā)展。橫槽轉(zhuǎn)豎，東亞大槽加深。（2）寒潮中期天氣過程的能量學(xué)模式基本思想（一切都是能量轉(zhuǎn)換的結(jié)果）通過動量輸送和感熱輸送，有使平均動能和平均有效位能在中緯度聚集的作用，它促使兩大洋脊向極區(qū)發(fā)展，為寒潮爆發(fā)提供能量條件。寒潮中期過程各個階段的特征，都可以用平均動能、平均有效位能和某些特征波能量參數(shù)來描述。倒Ω型寒潮中期過程分波動能綜合平均圖特征（14頁圖2.2）：

1、初始階段特征：寒潮爆發(fā)前21天，高緯度地區(qū)（57.2oN~77.5oN）2波動能出現(xiàn)最大值（45m2/s2），3波動能也相對較高，1波動能很小。對應(yīng)高緯度倒Ω流型發(fā)展。2、醞釀階段特征：爆發(fā)前8天左右，高緯度2波動能出現(xiàn)第2個峰值，中緯度（37.5oN~55.5oN）3波動能隨時間演變出現(xiàn)幾個高值中心；爆發(fā)前5天左右，有一3波或4波動能增加過程。對應(yīng)烏拉爾山脊發(fā)展或西伯利亞脊發(fā)展。3、爆發(fā)階段特征：寒潮爆發(fā)前1天或當(dāng)天，中緯度有一長波動能發(fā)展。能量學(xué)模式寒潮預(yù)報的主要步驟：1、根據(jù)上面的分波動能綜合平均圖各階段特征，分別作出預(yù)報。2、結(jié)合數(shù)值預(yù)報及其他方法。（3）寒潮中期天氣過程模式的應(yīng)用綜合預(yù)報方案應(yīng)用能量學(xué)模式：報10-20天寒潮趨勢應(yīng)用天氣學(xué)模式：報5-10天有無寒潮應(yīng)用天氣過程模式與數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品的結(jié)合：報3-5天寒潮過程和寒潮天氣例2暴雨中期天氣過程模式暴雨的基本定義：日降水量在50~99mm致洪暴雨的定義：大面積長時間出現(xiàn)大到暴雨的降水。中國暴雨的氣候規(guī)律：第一階段：5月至6月上旬，華南前汛期。第二階段：6月上半月左右，在南嶺以北的湘南、贛南以及浙南等地。第三階段：6月中旬至7月中旬，江淮“梅雨期”。第四階段：7月份，淮河流域的暴雨第五階段：7月下半月~8月上半月，華北雨季。暴雨中期天氣過程模式的建立和應(yīng)用（不介紹）

上海中心暴雨中期模式一上海中心暴雨中期模式二

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z!j_?vsAm?te gsQ????NetworkBlitz?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????第三章中期數(shù)值天氣預(yù)報一、數(shù)值天氣預(yù)報概念：根據(jù)大氣動力學(xué)和熱力學(xué)定律，建立基本方程組，應(yīng)用數(shù)學(xué)物理方程的數(shù)值積分方案，對未來的天氣形勢和氣象要素作出預(yù)報的方法。二、中期數(shù)值天氣預(yù)報歷史1、國外：（1）世界上第一位企圖做數(shù)值天氣預(yù)報的是英國的科學(xué)家Richardson，但由于只有一臺手搖式小計算機，另外他的模式中包含了大量的物理過程，因而影響了他的工作，所得結(jié)果與實際不符。（2）20世紀40年代，世界上第一臺電子計算機的問世，數(shù)學(xué)家JohnvonNeumann解決的第一個問題是預(yù)報天氣形勢。以Charney為首的一批科學(xué)家在其第一次數(shù)值天氣預(yù)報中是用濾去聲波和重力波的簡化方程組，因過于簡單未成功。（3）1956年，Phillips在這個簡化方程組中加了幾個強迫作用項，進行長期積分，給出了大氣環(huán)流的許多特征。（4）此后，數(shù)值天氣預(yù)報迅猛發(fā)展。到20世紀70年代中期以來，由于波譜技術(shù)的應(yīng)用，所以目前許多國家都采用譜模式制作全球或半球的中期數(shù)值天氣預(yù)報，并取得了較大的成功，其中，以ECWMF的中期數(shù)值天氣預(yù)報水平最高。2、國內(nèi)：（1）我國中期數(shù)值天氣預(yù)報起步較晚，發(fā)展較快

。（2）1976年中國科學(xué)院大氣所發(fā)展了我國第一個原始方程組數(shù)值預(yù)報模式，為我國開展中期數(shù)值天氣預(yù)報奠定了基礎(chǔ)，（3）國家計委于1984年5月正式批準了國家氣象中心以建立中期為主的數(shù)值預(yù)報業(yè)務(wù)系統(tǒng)的擴建工程項目，國家科委也把發(fā)展中期數(shù)值天氣預(yù)報定為“七五”期間重點科研攻關(guān)項目。經(jīng)多方面專家的反復(fù)研究和科學(xué)論證，國家氣象中心決定引進ECMWF的波譜模式預(yù)報系統(tǒng)。（4）1990年1月，國家氣象中心在ECMWF的波譜模式的基礎(chǔ)上加以改進的中期數(shù)值天氣預(yù)報T42L9的譜模式和整個中期數(shù)值天氣預(yù)報業(yè)務(wù)系統(tǒng)一起投入業(yè)務(wù)運行，經(jīng)過一年的預(yù)報實驗，證明了系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠，并于1991年1月正式轉(zhuǎn)為業(yè)務(wù)運行。第一節(jié)中期數(shù)值天氣預(yù)報的物理基礎(chǔ)

一、基本方程組1.基本方程組的一般形式(3.1)2.適于中期數(shù)值天氣預(yù)報的球譜模式的基本方程組（不考慮水平擴散和非絕熱項）P24~258個方程(1)絕對渦度方程（3.2）(2)散度方程（3.3）(3)熱力學(xué)方程（3.4）(4)狀態(tài)方程(3.5)(5)水氣通量方程(3.6)(6)地面氣壓的傾向方程(3.7)坐標中的垂直速度方程(3.8)(8)P坐標中的垂直速度方程(3.9)3模式大氣的垂直分層和變量的位置4.短、中模式大氣的含義比較必須根據(jù)不同時空尺度大氣運動的特點和預(yù)報時效的長短等設(shè)計各種能近似地考慮摩擦、非絕熱加熱和水氣源匯影響的大氣模式。超過3-4天的預(yù)報就必須考慮海面對大氣的影響，這時所需要的初始資料至少要北半球范圍，甚至還要擴展到另一個半球。對于一周以上的預(yù)報，則需要使用包括大氣和海洋各種動力過程的完整的動力學(xué)模式，需要全球各層的觀測資料。預(yù)報時效越長，需要考慮的物理過程越多，所需初始資料越多。二、控制大尺度大氣運動的主要物理過程及其參數(shù)化（一）大氣內(nèi)部非絕熱加熱作用1.輻射熱流量（短波（臭氧、云等）、大氣內(nèi)部長波（云、CO2、水汽等））2.凝結(jié)熱流量（1）大尺度凝結(jié)（鋒面），（2）小尺度對流凝結(jié)。小尺度對流凝結(jié)參數(shù)化方法有兩種方案：（對流調(diào)整方案（空氣飽和、空氣未飽和）、水汽輻合方案（郭曉嵐方案及假設(shè)、積云產(chǎn)生的條件、模式云、降水））3.湍流熱量（大氣內(nèi)部各層之間溫度差異）（二）下墊面的影響

1、下墊面的熱力作用感熱、水汽輸送（潛熱）、長波輻射。2、地形的動力影響（阻塞、摩擦、繞流、爬坡），如青藏高原、落基山（背風(fēng)槽和龍卷風(fēng)）。3、其它（植被、水面、土壤濕度和溫度等）

地形描寫不好是我國降水模擬不好的主要原因之一。（三）行星邊界層和邊界條件對大氣運動的作用1、行星邊界層距離地面1~1.5km。2、下墊面供給大氣熱量和水分的實質(zhì)表現(xiàn)為動量通量、熱量通量和水汽通量，都發(fā)生在行星邊界層內(nèi)。這些通量要到達自由大氣，必須通過行星邊界層。3、用大尺度運動變量來表達行星邊界層內(nèi)的小尺度過程，這就是所謂的參數(shù)化方法。（四）大氣的邊界處理（上、下、側(cè)邊界）。第二節(jié)歐洲中期天氣預(yù)報中心業(yè)務(wù)系統(tǒng)一、幾種預(yù)報模式預(yù)報水平的比較

ECWMF最高，日本氣象廳次之。二、ECMWF資料的四維同化它的基本思想是假定觀測資料有充分的準確性，在全球模式數(shù)值積分期間可以使用任何觀測資料來代替預(yù)報值，只有當(dāng)沒有觀測資料可用時才利用預(yù)報值，ECWMF使用這種間斷式同化方法，主要目的是為本中心的業(yè)務(wù)預(yù)報模式提供初始場。三、物理過程參數(shù)化輻射參數(shù)化地形重力拖曳力效應(yīng)參數(shù)化地表植被層參數(shù)化第三節(jié)中期數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品的解釋與應(yīng)用中國氣象局氣象事業(yè)發(fā)展的總規(guī)劃：建立起“以數(shù)值天氣分析預(yù)報產(chǎn)品為基礎(chǔ)，結(jié)合運用動力學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、天氣學(xué)、人工智能等方法，結(jié)合本地區(qū)的天氣、氣候特點和預(yù)報員經(jīng)驗，發(fā)展具有本地區(qū)特點的預(yù)報技術(shù)、方法，進行分片或分地區(qū)預(yù)報，以加強對基層氣象臺站的天氣預(yù)報指導(dǎo)能力和提高本地區(qū)天氣預(yù)報準確率，建立和健全從中央到地縣由上向下逐級指導(dǎo)、大中小尺度相結(jié)合的適合我國國情的天氣預(yù)報業(yè)務(wù)技術(shù)流程和災(zāi)害性天氣預(yù)警系統(tǒng)”（新的氣象事業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略）釋用的概念：

指在數(shù)值預(yù)報模式輸出產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，結(jié)合預(yù)報員的經(jīng)驗，考慮本地區(qū)的天氣、氣候特點，綜合運用動力學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、天氣學(xué)、人工智能等各種方法對模式輸出的產(chǎn)品進行解釋和再分析，并經(jīng)過必要的訂正，應(yīng)用于本地區(qū)的天氣預(yù)報。釋用的必要性

1.業(yè)務(wù)數(shù)值天氣預(yù)報模式的局限性（預(yù)報結(jié)果存在誤差，需要修正、訂正）。（1）計算機的能力和速度限制了模式的水平分辨率和垂直分辨率的提高，導(dǎo)致誤差（連續(xù)場變?yōu)殡x散場）。（2）計算機能力的限制制約著模式中物理過程參數(shù)化方法的準確性，導(dǎo)致誤差（靜力平衡－非靜力平衡）。（3）模式初始場與大氣真實場之間有差異導(dǎo)致誤差。（4）格點預(yù)報量向站點要素量轉(zhuǎn)換時的誤差。（5）模式量轉(zhuǎn)換為要素量使用的統(tǒng)計關(guān)系和診斷方程導(dǎo)致誤差。釋用的必要性2.目前氣象業(yè)務(wù)單位所能得到的中期數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品主要是500hPa高度場、地面氣壓場等形勢場預(yù)報結(jié)果，但氣象保障服務(wù)要求的是具體的氣象要素預(yù)報，所以必須將形勢預(yù)報轉(zhuǎn)化為具體的要素預(yù)報，才能真真的發(fā)揮中期數(shù)值預(yù)報的作用。釋用方法

天氣學(xué)釋用、統(tǒng)計學(xué)釋用、動力學(xué)釋用、人工智能釋用、有限模式增強預(yù)報、專業(yè)數(shù)值預(yù)報模式、動力延伸預(yù)報、人機對話實時業(yè)務(wù)系統(tǒng)。一、天氣學(xué)預(yù)報方法的移植和應(yīng)用：即根據(jù)中期數(shù)值天氣預(yù)報產(chǎn)品提供的天氣形勢預(yù)報結(jié)果，應(yīng)用天氣學(xué)基本原理進行物理分析，判斷在這種天氣形勢下可能出現(xiàn)怎樣的天氣過程。在結(jié)合預(yù)報地區(qū)的自然地理條件等因素，作出具體的要素預(yù)報。二、數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品的誤差分析和訂正：

系統(tǒng)誤差。第四節(jié)中期數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品應(yīng)用的自動化系統(tǒng)一、基本思想和關(guān)鍵技術(shù)1、基本思想：客觀化：不會因操作人員的因素而改變預(yù)報結(jié)果。定量化：結(jié)論是定量的，不會因不同的用戶而產(chǎn)生不同的理解。自動化：系統(tǒng)可以自動地采集所需中期數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品，并作必要的加工處理最后自動輸出預(yù)報結(jié)果。2、關(guān)鍵技術(shù)（1）中期數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品的采集和處理技術(shù)：根據(jù)地理位置，選擇一份或多份報文；報文拼接；譯碼、檢誤、補缺、糾錯等。（2）中期數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品的再加工技術(shù)：根據(jù)提供的500hPa高度場和地面氣壓場，計算一些波譜指數(shù)、西風(fēng)環(huán)流指數(shù)、副高特征指數(shù)等。（3）合理的預(yù)報技術(shù)（核心）：PPM法、MOS法和相似預(yù)報法等。二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能1、實時數(shù)據(jù)采集和處理2、數(shù)據(jù)產(chǎn)品再加工3、數(shù)據(jù)庫及其管理（實時數(shù)據(jù)庫和歷史個例數(shù)據(jù)庫（用戶建立））4、預(yù)報制作（上述三種方法）5、打印輸出

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