GRAPES全球模式集合预报研究获进展

中国气象报记者吴婷报道 8月25日，公益性行业（气象）科研专项项目“GRAPES全球模式集合预报奇异向量初值扰动方法研究”在京通过验收，该项目采用奇异向量技术和模式扰动技术，确立了面向业务应用的GRAPES-GEPS系统技术方案，为完成建立以中国气象局自主发展的GRAPES模式为核心的数值预报业务体系最后一公里任务奠定基础。

对于提高数值模式天气预报的准确率和可用度，单个模式往往难以达到理想的目的，故常采用集合方法。例如，将模式的初值进行扰动后集合，甚至运用多模式开展集合预报等。据该项目负责人、中国气象局数值预报中心高级工程师李晓莉介绍，建立以GRAPES全球模式为核心的数值天气预报业务体系是我国数值预报研究工作的首要任务，而集合预报技术的研究开发则是我国新一代数值预报GRAPES系统不可或缺的组成部分。

奇异向量法是目前常用的初始扰动生成方法之一，相对于其他扰动技术而言，奇异向量法具有完备的数学理论基础，利用奇异向量构造的集合预报初始扰动是模拟初始大气误差概率密度函数的最佳方法之一。 《中国气象局数值天气预报业务发展计划（2008－2012年）》和《天气研究计划（2009－2014年）》明确提出GRAPES全球集合预报系统的初值扰动技术采用奇异向量技术。

经过不断努力，项目组成员自主研发了基于奇异向量技术和模式扰动技术（SPPT）的GRAPES全球集合预报方法，确定了面向业务应用的GRAPES-GEPS系统的技术方案，并建立了具备实时运行能力的水平分辨率0.5度、垂直60层的GRAPES-GEPS仿真实时业务试验系统，能够提供基本的集合预报产品。

该项目的创新性体现在建立了GRAPES全球切线性和伴随模式、发展了相应的高效并行算法；确定了应用于全球集合预报的奇异向量计算方案；研发了GRAPES全球模式物理过程扰动方案（SPPT）；建立了包括奇异向量初值扰动、模式扰动SPPT方案、动力升尺度技术实时获取确定性预报初值技术，具备实时运行能力的GRAPES全球集合预报试验系统。

据悉，近年来，中国气象局数值预报中心先后实现了GRAPES区域模式、GRAPES-REPS区域集合预报和GRAPES-GFS全球模式的业务化运行。该项目建立的GRAPES-GEPS系统已经在中国气象局数值预报中心开展实时业务试验运行，在计算资源允许的情况下，将于2018年实现业务化运行，成为GRAPES业务数值模式体系的重要组成部分，完成全面建立以中国气象局自主发展的GRAPES模式为核心的数值预报业务体系最后一公里任务。（责任编辑：小雨 来源：中国气象报社）