为评估Pangu气象大模型对极端暴雨的预报能力,以2021年郑州“7·20”极端暴雨事件为对象,基于ERA5再分析数据,在2021年7月10—20日时段内,对比Pangu、欧洲中期天气预报中心综合预报系统(ECMWF IFS)和GraphCast三类模型的预报性能,...为评估Pangu气象大模型对极端暴雨的预报能力,以2021年郑州“7·20”极端暴雨事件为对象,基于ERA5再分析数据,在2021年7月10—20日时段内,对比Pangu、欧洲中期天气预报中心综合预报系统(ECMWF IFS)和GraphCast三类模型的预报性能,定量分析覆盖东亚区域(10°N~60°N、80°E~140°E),定性评估聚焦郑州区域(34°N~35°N、112°E~114°E),重点考察500、700和850 h Pa层的位势高度、温度与风场。结果表明:Pangu模型在位势高度与风场预测上优势显著,500 h Pa高度场均方根误差(RMSE)较ECMWF IFS降低18.6%、较GraphCast降低9.2%,能精准捕捉大气动力系统演变;ECMWF IFS温度预报稳定性较好;Graph Cast在多数要素上存在明显偏差。综上,Pangu模型在此次极端暴雨事件中展现出最优的综合预报性能。展开更多
基于ERA5再分析资料、中国自动气象站与NOAA(National Oceanic and Atmospheric Administration)气候预测中心卫星反演降水资料CMORPH(Climate Prediction Center Morphing Technique)融合的逐时降水量网格数据集,从环流背景、水汽输送...基于ERA5再分析资料、中国自动气象站与NOAA(National Oceanic and Atmospheric Administration)气候预测中心卫星反演降水资料CMORPH(Climate Prediction Center Morphing Technique)融合的逐时降水量网格数据集,从环流背景、水汽输送、涡度收支等方面对比分析了华南沿海地区2011年6月29日极端持续性强降水事件(以下简称“11.6”强降水)与2013年4月25日极端短时强降水事件(以下简称“13.4”强降水)的发生发展机制。结果显示:“11.6”强降水伴随着稳定的低压天气系统,高空由涡旋主导,低空具有稳定的水汽输送带;而“13.4”强降水不具备稳定的天气系统,低空水汽输送少,但由于存在短时的强水汽辐合导致小时降水量大。“11.6”强降水存在更大的正涡度收入,低空急流是低层涡度收入的关键,中层涡旋的生成加强是中层涡度收入的关键,同时两者的正反馈作用也是降水维持的重要因素。展开更多
本文基于2014~2016年华南前汛期(4~6月)广东省(简称粤)阳江市海陵岛风廓线雷达观测资料、地面自动观测站降水资料和ERA5再分析数据集,分析了粤西海岸低空急流的结构特征、日变化特征及其形成机制,并探讨了不同强度边界层低空急流对广东...本文基于2014~2016年华南前汛期(4~6月)广东省(简称粤)阳江市海陵岛风廓线雷达观测资料、地面自动观测站降水资料和ERA5再分析数据集,分析了粤西海岸低空急流的结构特征、日变化特征及其形成机制,并探讨了不同强度边界层低空急流对广东三个关键区域的地形降水时空分布影响。研究表明:(1)基于本文提出的低空急流四个等级判定标准,低空急流累计发生概率为21.2%,其中以1~3级低空急流为主,4级低空急流较为罕见。大部分(77.1%)低空急流的风速不超过14 m s^(-1),84.7%的低空急流风向为西南风,低空急流中心最大风速下方的风速垂直切变大多介于(5~25)×10^(-3)s^(-1)。低空急流最大风速出现的高度呈现出双峰结构,大部分低空急流出现在1 km以内的边界层。(2)天气尺度系统相关的低空急流日内发生频数表现为夜间单峰结构,而边界层急流发生频数为昼夜双峰结构。边界层急流夜间主峰值出现在上半夜至早晨,与局地海陆风触发的惯性振荡机制有关,白天次峰值主要出现在下午。近地面附近的低纬亚洲大陆低压与西北太平洋洋面高压两个高低值系统间的压力差对不同强度边界层急流形成起着关键的作用,白天大陆低压发展是强边界层急流午后峰值形成的主要原因。(3)边界层急流对广东地形降水分布和强度的影响机制复杂。粤中北部内陆和粤东沿海区域均以大尺度山脉迎风坡地形降水为主,边界层急流越强,地形降水越强;粤东沿海强地形降水落区稳定,而粤中北部内陆地形降水中心随边界层急流增强而西北移。粤西海岸带中小尺度地形的迎(背)风坡及尾流辐合区均可产生明显地形降水,强地形降水需在合适的低空入流风速背景下发生。(4)在地形降水日变化方面,粤中北部内陆区域降水在不同强度边界层急流影响下均出现了下午和早晨双峰结构,下午峰强度约为早晨峰的两倍,双峰强度随急流加强而增大;粤东沿海区域降水随着急流强度增强,降水由日内双峰结构演变为三峰结构;粤西海岸区域降水在较弱急流影响下为双峰,在4级强急流影响下为三峰结构,而在3级中等偏强急流影响下表现为中午单峰结构。展开更多
文摘为评估Pangu气象大模型对极端暴雨的预报能力,以2021年郑州“7·20”极端暴雨事件为对象,基于ERA5再分析数据,在2021年7月10—20日时段内,对比Pangu、欧洲中期天气预报中心综合预报系统(ECMWF IFS)和GraphCast三类模型的预报性能,定量分析覆盖东亚区域(10°N~60°N、80°E~140°E),定性评估聚焦郑州区域(34°N~35°N、112°E~114°E),重点考察500、700和850 h Pa层的位势高度、温度与风场。结果表明:Pangu模型在位势高度与风场预测上优势显著,500 h Pa高度场均方根误差(RMSE)较ECMWF IFS降低18.6%、较GraphCast降低9.2%,能精准捕捉大气动力系统演变;ECMWF IFS温度预报稳定性较好;Graph Cast在多数要素上存在明显偏差。综上,Pangu模型在此次极端暴雨事件中展现出最优的综合预报性能。
文摘基于ERA5再分析资料、中国自动气象站与NOAA(National Oceanic and Atmospheric Administration)气候预测中心卫星反演降水资料CMORPH(Climate Prediction Center Morphing Technique)融合的逐时降水量网格数据集,从环流背景、水汽输送、涡度收支等方面对比分析了华南沿海地区2011年6月29日极端持续性强降水事件(以下简称“11.6”强降水)与2013年4月25日极端短时强降水事件(以下简称“13.4”强降水)的发生发展机制。结果显示:“11.6”强降水伴随着稳定的低压天气系统,高空由涡旋主导,低空具有稳定的水汽输送带;而“13.4”强降水不具备稳定的天气系统,低空水汽输送少,但由于存在短时的强水汽辐合导致小时降水量大。“11.6”强降水存在更大的正涡度收入,低空急流是低层涡度收入的关键,中层涡旋的生成加强是中层涡度收入的关键,同时两者的正反馈作用也是降水维持的重要因素。
文摘本文基于2014~2016年华南前汛期(4~6月)广东省(简称粤)阳江市海陵岛风廓线雷达观测资料、地面自动观测站降水资料和ERA5再分析数据集,分析了粤西海岸低空急流的结构特征、日变化特征及其形成机制,并探讨了不同强度边界层低空急流对广东三个关键区域的地形降水时空分布影响。研究表明:(1)基于本文提出的低空急流四个等级判定标准,低空急流累计发生概率为21.2%,其中以1~3级低空急流为主,4级低空急流较为罕见。大部分(77.1%)低空急流的风速不超过14 m s^(-1),84.7%的低空急流风向为西南风,低空急流中心最大风速下方的风速垂直切变大多介于(5~25)×10^(-3)s^(-1)。低空急流最大风速出现的高度呈现出双峰结构,大部分低空急流出现在1 km以内的边界层。(2)天气尺度系统相关的低空急流日内发生频数表现为夜间单峰结构,而边界层急流发生频数为昼夜双峰结构。边界层急流夜间主峰值出现在上半夜至早晨,与局地海陆风触发的惯性振荡机制有关,白天次峰值主要出现在下午。近地面附近的低纬亚洲大陆低压与西北太平洋洋面高压两个高低值系统间的压力差对不同强度边界层急流形成起着关键的作用,白天大陆低压发展是强边界层急流午后峰值形成的主要原因。(3)边界层急流对广东地形降水分布和强度的影响机制复杂。粤中北部内陆和粤东沿海区域均以大尺度山脉迎风坡地形降水为主,边界层急流越强,地形降水越强;粤东沿海强地形降水落区稳定,而粤中北部内陆地形降水中心随边界层急流增强而西北移。粤西海岸带中小尺度地形的迎(背)风坡及尾流辐合区均可产生明显地形降水,强地形降水需在合适的低空入流风速背景下发生。(4)在地形降水日变化方面,粤中北部内陆区域降水在不同强度边界层急流影响下均出现了下午和早晨双峰结构,下午峰强度约为早晨峰的两倍,双峰强度随急流加强而增大;粤东沿海区域降水随着急流强度增强,降水由日内双峰结构演变为三峰结构;粤西海岸区域降水在较弱急流影响下为双峰,在4级强急流影响下为三峰结构,而在3级中等偏强急流影响下表现为中午单峰结构。
