来源:中国气象报社 发布时间:2006-06-01 |
从对流天气临近预报的发展形势看,以风暴尺度数值模式为基础的对流天气数值预报,将是临近预报未来的主要发展方向。目前在美国和欧洲,有为数较多的研究单位和科研人员致力于这方面的研究,包括风暴尺度数值模式的研究以及雷达等局地观测资料的同化研究等等。
但是,风暴尺度数值预报的发展还很不成熟,目前仅仅处在探索和研究阶段。因此,当前在国际上,用于业务预报的对流临近预报系统主要以融合多种局地观测资料和分析算法为主的专家系统。
在2000年悉尼奥运会期间,世界气象组织世界天气研究计划在悉尼举办了临近预报示范项目的集中展示,取得了比较好的效果。这些系统基本上都可以归结为专家系统。
世界上临近预报的发展可以追溯到二次世界大战结束后,当大量的军事雷达被用于对流天气探测后,以预报员主观外推雷达回波为主的临近预报诞生了。
到了上世纪70年代,随着计算机技术的迅速发展,一些以雷达资料为基础的回波自动外推算法逐渐产生,并经过不断改进后,逐渐用于临近预报的业务中。但是,由于算法存在其固有的缺陷,即没有考虑到对流天气自身发展的物理过程,因此,预报的时效在半小时之内。
随着各种局地气象观测资料的不断丰富以及各种对流天气分析和临近预报算法的不断发展,人们逐渐认识到:如果能够充分利用各种局地观测资料,并将各种对流天气的分析和临近预报算法进行有效结合的话,必将能够提高临近预报的准确率并延长预报时效。因此,从上世纪90年代开始,各种以专家系统思路设计的临近预报系统逐渐诞生并用到业务临近预报中。对流天气临近预报的有效时效被扩展到两小时,有的系统因为合理使用了中尺度数值模式的预报结果,预报时效甚至可以达到6小时。
随着数值预报技术和计算机技术的进一步发展,人们已经逐渐认识到将数值预报技术用于对流天气短时和临近预报的可能性,并已经开展了大量的研究。风暴尺度数值预报比专家系统更大的优势就在于它可以充分考虑对流天气发生、发展和消亡的物理和动力过程,预报的时效可以更长,对于对流天气的预报量也将更加丰富。风暴尺度数值预报是目前气象界研究的热点之一,也是未来精细化数值天气预报发展的主要方向之一。目前,世界发达国家都在积极开展对流天气临近预报新技术的研究和业务试验。
美国的多个业务和研究机构正在天气研究预报模式(WRF)的基础上,开展对流尺度的资料同化和数值预报的研究工作。同时也在发展一套国家尺度的对流临近预报系统,主要使用全美国的雷达拼图资料,包括卫星资料和其他的局地观测资料,试图对席卷美国的大范围对流系统做出临近预报和预警。
欧洲很多国家都在发展自己的临近预报系统,比如英国,目前正在发展一套基于数值模式的对流尺度预报系统。欧洲的多个国家在阿尔卑斯山地区已经开展了多次临近预报试验,主要目标就是检验欧洲国家的临近预报系统在复杂地形下对对流天气的临近预报能力,提出改进的方案。
在日本,基于日本全国稠密的天气雷达网和局地观测网,目前也正在发展全新的对流临近预报系统,主要集中在暴雨的临近预报方面。
在我国,随着新一代天气雷达建设的逐渐完善,许多气象科研和业务部门都在积极开展临近预报技术的研究和应用试验。最近,中国气象科学研究院、北京城市气象研究所、上海市气象局、广东省气象局等单位,都在积极开展能够用于对流天气临近预报和预警的专家系统和基于数值预报的对流天气临近预报技。(来源于2006年6月1日《中国气象报》作者:陈明轩)