盛春巖，范蘇丹，劉詩軍，夏 凡，榮艷敏

（山東省氣象科學(xué)研究所，濟(jì)南 250031）

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山東WRF集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)對“麥德姆”臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào)檢驗(yàn)

盛春巖，范蘇丹，劉詩軍，夏 凡，榮艷敏

（山東省氣象科學(xué)研究所，濟(jì)南 250031）

摘要：2014年第10號(hào)臺(tái)風(fēng)“麥德姆”登陸北上，對山東造成較大的影響。此文對業(yè)務(wù)上常用的各種數(shù)值模式對于“麥德姆”臺(tái)風(fēng)的預(yù)報(bào)情況進(jìn)行了對比檢驗(yàn)，重點(diǎn)檢驗(yàn)了山東WRF集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)對此次臺(tái)風(fēng)的預(yù)報(bào)性能。結(jié)果表明，山東WRF集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)對于此次臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào)具有較高的參考價(jià)值。WRF確定性預(yù)報(bào)臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)類似EC細(xì)網(wǎng)格預(yù)報(bào)，在23日20時(shí)以前預(yù)報(bào)較好，23日20時(shí)后預(yù)報(bào)最好的為T639。WRF集合預(yù)報(bào)對于臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)具有較好的指示意義。WRF確定性預(yù)報(bào)02時(shí)、14時(shí)更新預(yù)報(bào)效果好于其前面6h起報(bào)結(jié)果，體現(xiàn)了HYBRID-3DVAR集合混合同化對于改進(jìn)預(yù)報(bào)效果的作用。通過中尺度模式與其外層全球背景場模式預(yù)報(bào)對比發(fā)現(xiàn)，由于中尺度模式具有自身的物理參數(shù)化方案和同化系統(tǒng)，其對于臺(tái)風(fēng)路徑的預(yù)報(bào)效果可以顯著優(yōu)于其全球背景場模式。WRF確定性預(yù)報(bào)對于“麥德姆”臺(tái)風(fēng)降水預(yù)報(bào)與實(shí)況最為接近。對于臺(tái)風(fēng)大風(fēng)預(yù)報(bào)，WRF集合預(yù)報(bào)最大值最好。

關(guān)鍵詞：臺(tái)風(fēng)；數(shù)值模式；對比檢驗(yàn)；WRF集合

資助項(xiàng)目：山東省超級(jí)計(jì)算科技專項(xiàng)項(xiàng)目（2011YD01106）和氣象關(guān)鍵技術(shù)集成與應(yīng)用項(xiàng)目（CMAGJ2014M29）共同資助

引言

隨著數(shù)值預(yù)報(bào)、資料同化技術(shù)以及動(dòng)力統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)技術(shù)的發(fā)展，近年來，中國臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率逐步提高[1-6]。對1991—2012年中央氣象臺(tái)臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)誤差分析表明[7]，24 h臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)誤差由1991年的200 km減小到2012年的100 km以下，臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)誤差首次在100km以下。臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)的顯著提高得益于數(shù)值預(yù)報(bào)、尤其是集合預(yù)報(bào)技術(shù)的發(fā)展。山東省氣象科學(xué)研究所多年從事中尺度數(shù)值模式應(yīng)用開發(fā)和數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品檢驗(yàn)業(yè)務(wù)。2012年，由山東省氣象科學(xué)研究所牽頭，依托國家超級(jí)計(jì)算濟(jì)南中心高性能集群系統(tǒng)，聯(lián)合中國海洋大學(xué)開發(fā)了基于HYBRID-3DVAR集合混合同化的WRF集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)，系統(tǒng)自2013年投入業(yè)務(wù)試運(yùn)行，邊應(yīng)用邊改進(jìn)，在災(zāi)害天氣預(yù)報(bào)中發(fā)揮了重要的決策參考作用。此文以2014年影響山東的“麥德姆”臺(tái)風(fēng)為例，對山東WRF集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)對臺(tái)風(fēng)的預(yù)報(bào)情況進(jìn)行檢驗(yàn)，并與EC細(xì)網(wǎng)格等其他數(shù)值預(yù)報(bào)進(jìn)行對比，分析各模式的預(yù)報(bào)能力，為預(yù)報(bào)員提供參考。

1 過程概述

圖1　2014年7月24日08時(shí)—26日08時(shí)山東123個(gè)國家級(jí)地面站雨量圖

2014年第10號(hào)臺(tái)風(fēng)“麥德姆”（強(qiáng)熱帶風(fēng)暴級(jí)）于7月18日02時(shí)在菲律賓馬尼拉東偏南大約1620km的西北太平洋洋面上生成，中心附近最大風(fēng)力8級(jí)（18m﹒s-1），中心最低氣壓為998 hPa?！胞湹履贰鄙珊笙蛭鞅狈较蛞苿?dòng)，強(qiáng)度不斷增強(qiáng)。23日00:15時(shí)在臺(tái)灣省臺(tái)東縣長濱鄉(xiāng)沿海登陸，23日15:30時(shí)在福建省福清市高山鎮(zhèn)沿海第二次登陸，登陸時(shí)減弱為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴，登陸后向偏北方向移動(dòng)，7月25日08時(shí)在魯東南的日照附近轉(zhuǎn)向東北移動(dòng)，25日17:10時(shí)在山東省榮成市虎山鎮(zhèn)沿海第三次登陸，5日18:10時(shí)在榮成市成山鎮(zhèn)移入黃海北部海面。25日23時(shí)在黃海北部變性為溫帶氣旋?！胞湹履贰痹?4日下午開始影響山東，受其影響，24日14時(shí)開始，山東省中東部地區(qū)出現(xiàn)強(qiáng)降雨，至26日06時(shí)，共有104個(gè)縣、1322個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)降雨，其中青島、煙臺(tái)、威海和濰坊東部降大暴雨，局部特大暴雨；日照、濰坊西部出現(xiàn)暴雨；濱州、東營、淄博、萊蕪、棗莊的部分地區(qū)有大雨，全省平均降水量達(dá)51.0mm，過程雨量圖見圖1。超過250mm的站有14個(gè)，100～250mm的站有249個(gè)，50～100mm的站有194個(gè)，煙臺(tái)昆崳山站最大，為363.1mm。24日夜間—25日夜間，渤海海峽和黃海北部北風(fēng)達(dá)8～9級(jí)陣風(fēng)10～11級(jí)；渤海和黃海中部北風(fēng)達(dá)7級(jí)陣風(fēng)8～9級(jí)。其中煙臺(tái)塔山站25日13時(shí)極大風(fēng)速為30.5 m?s-1（11級(jí)）。

對于山東來說，預(yù)報(bào)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是臺(tái)風(fēng)是否能登陸，降水強(qiáng)度以及大風(fēng)強(qiáng)度。根據(jù)預(yù)報(bào)服務(wù)需要，23日下午，山東省氣象臺(tái)發(fā)布關(guān)于“麥德姆”臺(tái)風(fēng)的重要天氣預(yù)報(bào)。23日20時(shí)后，各數(shù)值模式對于臺(tái)風(fēng)路徑的預(yù)報(bào)出現(xiàn)略微西調(diào)。為對比不同數(shù)值模式對于臺(tái)風(fēng)的預(yù)報(bào)情況，尤其是山東WRF集合預(yù)報(bào)新系統(tǒng)對于臺(tái)風(fēng)的預(yù)報(bào)能力，此文以“麥德姆”臺(tái)風(fēng)為例，從臺(tái)風(fēng)路徑以及風(fēng)雨預(yù)報(bào)方面，對不同模式預(yù)報(bào)情況進(jìn)行對比檢驗(yàn)。

2 山東WRF集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)業(yè)務(wù)方案

2011年底，國家超級(jí)計(jì)算濟(jì)南中心（以下簡稱“超算中心”）成立，山東省氣象科學(xué)研究所與超算中心簽訂了合作協(xié)議，免費(fèi)使用超算中心集群計(jì)算機(jī)進(jìn)行中尺度模式系統(tǒng)開發(fā)和業(yè)務(wù)運(yùn)行。聯(lián)合中國海洋大學(xué)，合作開發(fā)了基于HYBRID-3DVAR/ETKF的WRF集合混合同化預(yù)報(bào)系統(tǒng)。系統(tǒng)采用美國最新同化技術(shù)HYBRID-3DVAR混合三維變分，以美國GFS資料作為背景場，同化的資料包括地面、探空、船舶、浮標(biāo)、GPS/MET、AMDAR。采用隨機(jī)擾動(dòng)方式產(chǎn)生集合預(yù)報(bào)初始場，使用ETKF方法進(jìn)行集合體訂正。系統(tǒng)每天08時(shí)、20時(shí)起報(bào)兩次，每次預(yù)報(bào)提前12h啟動(dòng)，每6h間隔進(jìn)行一次HYBRID -3DVAR資料同化，同時(shí)進(jìn)行集合體訂正，同化循環(huán)12h后向后預(yù)報(bào)72h。綜合考慮計(jì)算資源和計(jì)算效率，確定性預(yù)報(bào)采用12km、4km雙重嵌套網(wǎng)格，集合預(yù)報(bào)采用24個(gè)成員12km分辨率。

為了給預(yù)報(bào)員提供更多預(yù)報(bào)參考，增加了WRF確定性預(yù)報(bào)的02時(shí)、14時(shí)更新預(yù)報(bào)。02時(shí)更新預(yù)報(bào)是在20時(shí)預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上，繼續(xù)向后同化循環(huán)6h，即集合體采用20時(shí)集合成員6h預(yù)報(bào)場，在02時(shí)進(jìn)行混合三維變分分析。同樣，14時(shí)更新預(yù)報(bào)是在08時(shí)預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上向后同化循環(huán)6h。與08時(shí)、20時(shí)的預(yù)報(bào)相比，14時(shí)、02時(shí)的更新預(yù)報(bào)相當(dāng)于混合三維變分循環(huán)時(shí)間延長了6h。

3 臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)檢驗(yàn)

這里檢驗(yàn)的數(shù)值模式包括業(yè)務(wù)上常用的EC細(xì)網(wǎng)格、T639、GFS模式，以及山東本地運(yùn)行的WRF集合預(yù)報(bào)、逐3小時(shí)的WRF-RUC、MM5模式。其中，山東WRF集合預(yù)報(bào)又包括WRF確定性預(yù)報(bào)和24個(gè)成員的集合預(yù)報(bào)。另外，對WRF確定性預(yù)報(bào)在02時(shí)、14時(shí)的更新預(yù)報(bào)情況也進(jìn)行了檢驗(yàn)。

3.1 不同模式臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)情況對比檢驗(yàn)

圖2是2014年7月23日08時(shí)—24日20時(shí)各數(shù)值模式起報(bào)的“麥德姆”臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)圖?？梢园l(fā)現(xiàn)，7月23日08時(shí)（圖2a），各數(shù)值模式對于臺(tái)風(fēng)路徑的預(yù)報(bào)存在較大差異，其中，預(yù)報(bào)最好的模式為EC細(xì)網(wǎng)格，其次為山東WRF確定性預(yù)報(bào)（EnWRF_CTRL），再次為美國GFS預(yù)報(bào)。MM5模式在前48h預(yù)報(bào)的臺(tái)風(fēng)路徑誤差較小，48h后路徑預(yù)報(bào)出現(xiàn)較大偏差，預(yù)報(bào)的臺(tái)風(fēng)經(jīng)過山東后進(jìn)入萊州灣，臺(tái)風(fēng)對于山東的影響和登陸位置等偏差較大。山東WRF-RUC模式預(yù)報(bào)的臺(tái)風(fēng)路徑最偏東，預(yù)報(bào)誤差較大。對比不同模式對臺(tái)風(fēng)中心位置的預(yù)報(bào)可以發(fā)現(xiàn)，WRF確定性預(yù)報(bào)（EnWRF_CTRL）和T639預(yù)報(bào)的臺(tái)風(fēng)中心位置明顯偏南，即預(yù)報(bào)的臺(tái)風(fēng)移速偏慢，其他各模式預(yù)報(bào)的臺(tái)風(fēng)中心位置與實(shí)況較為接近。

圖2　2014年7月23日08時(shí)（a），23日20時(shí)（b），24日08時(shí)（c），24日20時(shí)（d）各數(shù)值模式對“麥德姆”臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)圖（圖中藍(lán)色帶圓點(diǎn)的路徑為實(shí)況，其它顏色線條分別是EC細(xì)網(wǎng)格、T639、美國GFS、MM5、WRF確定性預(yù)報(bào)（EnWRF_CTRL）、逐3h間隔的WRF-RUC冷啟動(dòng)預(yù)報(bào)。注：圖中黑色五角星位置為各模式不同起報(bào)時(shí)間預(yù)報(bào)的25日08時(shí)臺(tái)風(fēng)中心位置及實(shí)況）

23日20時(shí)（圖2b），各模式臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)有所調(diào)整，EC細(xì)網(wǎng)格、WRF確定性預(yù)報(bào)（EnWRF_CTRL）、T639、WRF-RUC模式預(yù)報(bào)的路徑均向西調(diào)，MM5、GFS模式路徑預(yù)報(bào)有所東調(diào)。與實(shí)況路徑相比，此時(shí)次路徑預(yù)報(bào)最好的模式為T639，其次為WRF確定性預(yù)報(bào)（EnWRF_CTRL），再次為EC細(xì)網(wǎng)格。從各模式預(yù)報(bào)的25日08時(shí)臺(tái)風(fēng)中心位置來看（圖中黑色五角星位置），WRF-RUC預(yù)報(bào)的臺(tái)風(fēng)移速明顯變慢，預(yù)報(bào)的臺(tái)風(fēng)中心位置最偏南，其次為WRF確定性預(yù)報(bào)（EnWRF_CTRL），其他模式預(yù)報(bào)的臺(tái)風(fēng)中心位置誤差均較小。

24日08時(shí)（圖2c），T639、GFS模式預(yù)報(bào)路徑略西調(diào)，EC預(yù)報(bào)略向東調(diào)，其他模式預(yù)報(bào)變化不大。T639預(yù)報(bào)仍然最接近實(shí)況，其次為EC細(xì)網(wǎng)格和WRF確定性預(yù)報(bào)（EnWRF_CTRL）。從各模式預(yù)報(bào)的臺(tái)風(fēng)中心位置看，除WRF-RUC預(yù)報(bào)的臺(tái)風(fēng)中心位置明顯偏南外（圖中黑色五角星位置），其他模式預(yù)報(bào)的臺(tái)風(fēng)中心位置與實(shí)況均較接近。24日20時(shí)（圖2d），T639、GFS、WRF-RUC模式預(yù)報(bào)的路徑繼續(xù)向西調(diào)，MM5、WRF確定性預(yù)報(bào)（EnWRF_CTRL）路徑向東調(diào)，EC細(xì)網(wǎng)格模式路徑預(yù)報(bào)略東調(diào)，各模式路徑預(yù)報(bào)誤差相對較小，T639模式路徑預(yù)報(bào)仍然最好。24日20時(shí)EC細(xì)網(wǎng)格起報(bào)的臺(tái)風(fēng)中心位置較其他模式和實(shí)況位置偏北，表明EC細(xì)網(wǎng)格預(yù)報(bào)的臺(tái)風(fēng)移速顯著變快（圖中最西側(cè)山東東南沿海附近黑色五角星位置）。

綜合幾次預(yù)報(bào)來看，前期EC細(xì)網(wǎng)格和WRF確定性預(yù)報(bào)（EnWRF_CTRL）路徑預(yù)報(bào)較好，自23日20時(shí)及以后起報(bào)的預(yù)報(bào)結(jié)果看，T639模式預(yù)報(bào)的臺(tái)風(fēng)路徑較好。因23日下午發(fā)布重要天氣預(yù)報(bào)，因此，23日白天的預(yù)報(bào)對于預(yù)報(bào)員有重要影響和參考。而EC細(xì)網(wǎng)格和WRF確定性預(yù)報(bào)在此段時(shí)間的預(yù)報(bào)是最接近實(shí)況的，最有參考價(jià)值，因此，預(yù)報(bào)員主要參考EC細(xì)網(wǎng)格和WRF確定性預(yù)報(bào)，該兩模式的預(yù)報(bào)對于預(yù)報(bào)員正確決策發(fā)揮了重要參考價(jià)值。而美國的GFS模式對于此次臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)一直表現(xiàn)不佳，預(yù)報(bào)偏東，預(yù)報(bào)的臺(tái)風(fēng)不登陸。

值得注意的是，山東中尺度模式系統(tǒng)分別采用不同的全球模式作為背景場，但預(yù)報(bào)結(jié)果卻差異較大。WRF-RUC和MM5模式是以T639模式作為背景場的，而WRF集合預(yù)報(bào)是以美國GFS模式作為背景場的。從圖2給出的不同模式對于臺(tái)風(fēng)路徑的預(yù)報(bào)可以發(fā)現(xiàn)，美國GFS模式對于此次臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)誤差較大，預(yù)報(bào)的臺(tái)風(fēng)路徑明顯偏東，T639模式自23日20時(shí)起對于臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)最好，然而，嵌套在這兩個(gè)全球模式中的中尺度模式對于臺(tái)風(fēng)路徑的預(yù)報(bào)卻差異較大。同樣是嵌套在T639模式中，WRF-RUC預(yù)報(bào)的臺(tái)風(fēng)路徑最偏東，MM5模式預(yù)報(bào)的臺(tái)風(fēng)路徑最偏西。而嵌套在美國GFS模式中的WRF集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)，確定性預(yù)報(bào)（EnWRF_CTRL）對臺(tái)風(fēng)路徑的預(yù)報(bào)卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于GFS。這一結(jié)果表明，由于中尺度模式系統(tǒng)具有自身的物理參數(shù)化方案和同化系統(tǒng)，中尺度模式對于臺(tái)風(fēng)路徑的預(yù)報(bào)并不完全“依賴”于嵌套在中尺度模式外層的全球背景場模式。選擇適合的方案和同化系統(tǒng)，預(yù)報(bào)效果會(huì)好于全球模式。

3.2 WRF集合預(yù)報(bào)對臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)情況

從圖3可以發(fā)現(xiàn)，23日08—24日20時(shí)WRF集合成員對于臺(tái)風(fēng)路徑的預(yù)報(bào)具有較好的指示意義。一方面，WRF集合預(yù)報(bào)對于臺(tái)風(fēng)路徑具有一定的發(fā)散性，同時(shí)集合預(yù)報(bào)較好地“捕捉”到了臺(tái)風(fēng)的真實(shí)動(dòng)向，即集合預(yù)報(bào)基本包含了臺(tái)風(fēng)路徑的真實(shí)走向。與不同模式對于臺(tái)風(fēng)路徑的集合預(yù)報(bào)（圖2）相比，WRF集合預(yù)報(bào)的發(fā)散度反而小，但卻比較合理。應(yīng)該說，各集合成員較好地指示了臺(tái)風(fēng)的可能移向，對于預(yù)報(bào)員正確決策更有幫助和指導(dǎo)意義。

圖3　2014年7月23日08時(shí)（a），23日20時(shí)（b），24日08時(shí)（c），24日20時(shí)（d）WRF集合預(yù)報(bào)對“麥德姆”臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)圖（圖中帶圓點(diǎn)的路徑為實(shí)況，紅色路徑為確定性預(yù)報(bào)，藍(lán)色線為WRF集合24個(gè)成員的預(yù)報(bào)）

3.3 WRF確定性預(yù)報(bào)更新預(yù)報(bào)對臺(tái)風(fēng)路徑的預(yù)報(bào)情況檢驗(yàn)

為檢驗(yàn)02時(shí)、14時(shí)更新預(yù)報(bào)效果，對23 日02時(shí)、14時(shí)兩次更新預(yù)報(bào)的臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)情況與22日20時(shí)、23日08時(shí)的臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)進(jìn)行了對比分析。

由圖4可以發(fā)現(xiàn)，與22日20時(shí)WRF確定性預(yù)報(bào)的臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)（圖4a左側(cè)藍(lán)色線EnWRF_2220）相比，23日02時(shí)的更新預(yù)報(bào)（圖4a紅色線EnWRF_2302）有了較好改進(jìn)。一方面，預(yù)報(bào)的臺(tái)風(fēng)路徑與實(shí)況更為接近，另一方面，預(yù)報(bào)的臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度也增強(qiáng)了，與實(shí)況更接近了。同樣，23日14時(shí)的更新預(yù)報(bào)與08時(shí)的預(yù)報(bào)相比（圖4b藍(lán)色線EnWRF_2308），14時(shí)預(yù)報(bào)的臺(tái)風(fēng)路徑（圖4b紅色線EnWRF_2314）在江蘇入海處更偏西，更接近實(shí)況。但登陸點(diǎn)可能偏東（14時(shí)預(yù)報(bào)時(shí)效短）。由此可見，延長6h同化循環(huán)周期的02、14時(shí)更新預(yù)報(bào)，均比同化循環(huán)12h的確定性預(yù)報(bào)有了更好改進(jìn)，更新預(yù)報(bào)有積極作用。

圖4　2014年7月23日02時(shí)（a）和23日14時(shí)（b）WRF確定性預(yù)報(bào)更新預(yù)報(bào)效果對比（圖中帶圓點(diǎn)的路徑為實(shí)況，藍(lán)色線為WRF確定性預(yù)報(bào)08時(shí)、20時(shí)預(yù)報(bào)，紅色線為02時(shí)、14時(shí)的更新預(yù)報(bào)）

4 WRF集合預(yù)報(bào)對臺(tái)風(fēng)降水和大風(fēng)預(yù)報(bào)檢驗(yàn)

為檢驗(yàn)WRF集合預(yù)報(bào)對于“麥德姆”臺(tái)風(fēng)風(fēng)雨預(yù)報(bào)情況，選取7月23日08時(shí)、14時(shí)的預(yù)報(bào)（發(fā)布重要天氣預(yù)報(bào)的關(guān)鍵時(shí)刻），對降水和風(fēng)的預(yù)報(bào)進(jìn)行了檢驗(yàn)。

由23日08時(shí)起報(bào)的24日08時(shí)—26日08時(shí)降水量降水落區(qū)與實(shí)況比較接近（圖5a），強(qiáng)降水主要出現(xiàn)在山東半島。08時(shí)預(yù)報(bào)最大降水量在150mm以上，部分地區(qū)200mm。

圖5　WRF確定性預(yù)報(bào)和EC細(xì)網(wǎng)格對臺(tái)風(fēng)降水和風(fēng)速預(yù)報(bào)（a：2014年7月23日08時(shí)WRF確定性預(yù)報(bào)起報(bào)的24日08時(shí)—26日08時(shí)降水預(yù)報(bào)，單位：mm；b：2014年7月23日08時(shí)EC起報(bào)的24日08時(shí)—26日08時(shí)降水預(yù)報(bào)，單位：mm；c：2014年7月23日08時(shí)各模式預(yù)報(bào)的威海成山頭逐3h風(fēng)速演變；綠色實(shí)線為實(shí)況風(fēng)速，25日14時(shí)實(shí)況缺測，單位：m/s）

對比其他模式降水預(yù)報(bào)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)模式對于降水預(yù)報(bào)強(qiáng)度偏弱。圖5b給出了EC細(xì)網(wǎng)格在23日08時(shí)起報(bào)的24日08時(shí)—26日08時(shí)降水預(yù)報(bào)，可以發(fā)現(xiàn)，EC細(xì)網(wǎng)格降水落區(qū)預(yù)報(bào)也較好，但強(qiáng)度偏弱，最大降水中心約160 mm。而T639模式23日08時(shí)預(yù)報(bào)的降水范圍略小，最大降水接近200mm，落區(qū)偏東（圖略）。T639模式23日20時(shí)預(yù)報(bào)的降水強(qiáng)度反而減弱（圖略）。其他模式因路徑偏差較大，不再一一贅述。

圖5c給出了23日08時(shí)WRF確定性預(yù)報(bào)、WRF集合不同百分位成員、WRF-RUC、EC細(xì)網(wǎng)格、T639模式對于成山頭站逐3h風(fēng)速預(yù)報(bào)曲線?？梢园l(fā)現(xiàn)，各模式預(yù)報(bào)的風(fēng)速在24日20時(shí)以前差異不大，24日夜間開始，各模式預(yù)報(bào)的風(fēng)速差異也逐漸加大，實(shí)況風(fēng)速（圖中綠色實(shí)線）也開始增大。其中，黑色實(shí)線為WRF集合最大值預(yù)報(bào)，紅色線為WRF確定性預(yù)報(bào)，玫瑰紅色線為EC細(xì)網(wǎng)格預(yù)報(bào)。與實(shí)況相比，風(fēng)速開始增大的時(shí)間預(yù)報(bào)比較吻合，對大風(fēng)強(qiáng)度預(yù)報(bào)最好的為WRF集合最大值（黑色實(shí)線），風(fēng)速預(yù)報(bào)與實(shí)況基本一致。其他各模式預(yù)報(bào)風(fēng)速均比實(shí)況小。此結(jié)果與近2年各模式對山東沿海風(fēng)速預(yù)報(bào)檢驗(yàn)結(jié)果比較一致，即對于5級(jí)以上大風(fēng)，預(yù)報(bào)最好的是WRF集合最大值。

5 小結(jié)

對2014年第10號(hào)臺(tái)風(fēng)“麥德姆”的預(yù)報(bào)進(jìn)行了多模式對比檢驗(yàn)，重點(diǎn)檢驗(yàn)了山東WRF集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)預(yù)報(bào)效果，可以得到以下結(jié)論：

（1）山東開發(fā)的基于HYBRID ETKF-3DVAR集合混合同化系統(tǒng)的WRF集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)對于臺(tái)風(fēng)有較好的預(yù)報(bào)能力，對于此次臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)與EC細(xì)網(wǎng)格預(yù)報(bào)比較接近。

（2）WRF集合預(yù)報(bào)對于“麥德姆”臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)具有較高的參考價(jià)值。一方面，集合預(yù)報(bào)成員之間具有一定的發(fā)散性，另一方面，預(yù)報(bào)的臺(tái)風(fēng)路徑比較合理，均包含了臺(tái)風(fēng)的真正走向。

（3）比較中尺度模式和其全球背景場模式發(fā)現(xiàn)，由于中尺度模式系統(tǒng)具有自身的物理參數(shù)化方案設(shè)置及同化系統(tǒng)，因此，中尺度模式對于臺(tái)風(fēng)路徑的預(yù)報(bào)并不“依賴”于其嵌套的全球模式。選擇適合的方案和同化系統(tǒng)，預(yù)報(bào)效果會(huì)顯著優(yōu)于嵌套在中尺度模式外的全球背景場模式。

（4）山東WRF確定性預(yù)報(bào)02時(shí)、14時(shí)的更新預(yù)報(bào)結(jié)果均好于前6h的20時(shí)、08時(shí)預(yù)報(bào)，這一結(jié)果表明，利用HYBRID-3DVAR進(jìn)行集合變分同化，資料同化循環(huán)周期18h可能會(huì)好于12h。

（5）對此次臺(tái)風(fēng)風(fēng)雨預(yù)報(bào)檢驗(yàn)結(jié)果表明，山東WRF確定性預(yù)報(bào)對于降水和風(fēng)的強(qiáng)度均有較高的參考價(jià)值。對于大風(fēng)預(yù)報(bào)，WRF集合最大值是較好的參考因子，與近兩年來對WRF集合預(yù)報(bào)對風(fēng)速預(yù)報(bào)綜合檢驗(yàn)評(píng)分結(jié)果一致。

此文僅對各數(shù)值模式對“麥德姆”臺(tái)風(fēng)的預(yù)報(bào)情況進(jìn)行了對比檢驗(yàn)，對于WRF集合預(yù)報(bào)對于臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào)能力的進(jìn)一步調(diào)試和對比試驗(yàn)正在進(jìn)一步研究中。

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作者簡介：盛春巖（1972—），女，山東棲霞人，博士，正研級(jí)高工，主要從事數(shù)值預(yù)報(bào)和海洋氣象研究。

收稿日期：2015-09-06

中圖分類號(hào)：P456.7

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1005–0582（2016）01–0001–07