ISSN 1004-4965

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台风网格风场主客观融合技术的应用及评估

杨国杰 唐思瑜 程正泉 谢蜀剑

杨国杰, 唐思瑜, 程正泉, 谢蜀剑. 台风网格风场主客观融合技术的应用及评估[J]. 热带气象学报, 2022, 38(4): 511-520. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.046
引用本文: 杨国杰, 唐思瑜, 程正泉, 谢蜀剑. 台风网格风场主客观融合技术的应用及评估[J]. 热带气象学报, 2022, 38(4): 511-520. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.046
YANG Guojie, TANG Siyu, CHENG Zhengquan, XIE Shujian. APPLICATION AND VERIFICATION OF TYPHOON GRIDDED WIND-FIELD SUBJECTIVE AND OBJECTIVE FORECAST FUSION TECHNIQUE[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2022, 38(4): 511-520. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.046
Citation: YANG Guojie, TANG Siyu, CHENG Zhengquan, XIE Shujian. APPLICATION AND VERIFICATION OF TYPHOON GRIDDED WIND-FIELD SUBJECTIVE AND OBJECTIVE FORECAST FUSION TECHNIQUE[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2022, 38(4): 511-520. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.046

台风网格风场主客观融合技术的应用及评估

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.046
基金项目: 

广东省重点领域研发计划项目 2019B111101002

广东省气象局科技创新团队 GRMCTD202102

南海海洋气象预报预警关键技术研发 CXFZ2021J025

详细信息
    通讯作者:

    程正泉,男,湖北省人,研究员级高级工程师,主要从事气象预报和服务把关工作。E-mail:chengzq1975@126.com

  • 中图分类号: P444

APPLICATION AND VERIFICATION OF TYPHOON GRIDDED WIND-FIELD SUBJECTIVE AND OBJECTIVE FORECAST FUSION TECHNIQUE

  • 摘要: 针对实际预报工作中,台风主观预报和模式风场客观预报不一致的问题,基于南海台风模式(CMATRAMS)资料、实时台风主观预报资料,采用一种考虑下垫面作用的动力解释应用方法TCwind,得到了能较合理描述台风风场的数学方程组,结合网格预报技术,进行台风主观预报和模式风场的主客观融合,实现了台风风场预报的订正,能为网格预报提供有效辅助。以实时台风主观预报为评判标准,检验评估了2018—2019年西北太平洋所有台风的融合订正效果,发现订正后的台风风场中心能较准确地向主观路径预报调整;台风中心附近最大风速相较模式显著增强,趋近主观强度预报;台风环流风速比模式原始风速增大,风场结构分布相比模式原始风场也更合理。

     

  • 图  1  台风主观预报路径插值方案

    a. 主观路径;b. 客观路径。

    图  2  “山竹”9月15日08时(北京时)起报的18 h(a)、“马力斯”6月9日08时起报的54 h(b)、“丹娜丝”7月19日20时起报的24 h(c)、“韦帕”8月2日20时起报的24 h(d)主观预报

    红色:主观路径。蓝色:模式路径。风杆:订正后风场。圆圈:该时次主观和模式台风中心位置。

    图  3  所有样本CMA-TRAMS、TCwind和主观预报台风中心附近最大风速的中位数(a)、平均值(b)

    单位:m/s。

    图  4  订正前、后与主观预报台风中心附近最大风速的误差值百分位分布图

    单位:m/s。
    绿色:TCwind订正后与主观预报的误差(TCwind减去主观)。红色:订正前CMA-TRAMS与主观预报的误差(CMA-TRAMS减去主观)。

    图  5  西/西北行(a.“山竹”8月16日08时(北京时)起报的24 h主观预报)、北/东行(b.“马力斯”6月8日08时起报的36 h主观预报)、转向(c.“飞燕”8月31日08时起报的42 h主观预报)、其他路径(d.“温比亚”9月13日20时起报的42 h主观预报) 台风的TCwind风场与CMA-TRAMS风场之差

    填色是风速差,单位:m/s;流场是TCwind风场环流。

    表  1  按西行/西北行、北行/东行、转向、其他复杂路径对2018—2019年所有台风分类订正后风场中心与主观预报台风中心匹配度较好(√)、中心有偏差(○)。

    西/西北 北行/东行 转向 其他复杂路径
    台风名称 订正结果 台风名称 订正结果 台风名称 订正结果 台风名称 订正结果
    “布拉万” “艾云尼” “杰拉华” “安比”
    “三巴” “派比安” “西马仑” “云雀”
    “山神” “珊珊” “飞燕” “贝碧嘉”
    “百里嘉” “百合” “潭美” “温比亚”
    “玉兔” “玲玲” “康妮” “苏力”
    “桃芝” “马力斯” “丹娜丝” “万宜”
    “天兔” “格美” “罗莎” “韦帕”
    “帕布” “圣帕” “法茜” “剑鱼”
    “杨柳” “塔巴” “娜基莉”
    “麦德姆” “米娜” “海鸥”
    “北冕” “海贝斯”
    “玛莉亚” “浣熊”
    “摩羯” “博罗依”
    “丽琵” “夏浪”
    “山竹” “风神”
    “蝴蝶” “凤凰”
    “木恩”
    “范斯高”
    “利奇马”
    “白鹿”
    “琵琶”
    “巴蓬”
    下载: 导出CSV

    表  2  订正前后两种误差(TCwind减去主观、CMA-TRAMS减去主观)最小、最大百分位数样本的误差值 单位:m/s。

    未来时间 0 h 12 h 24 h 36 h 48 h 60 h 72 h 84 h 96 h 108 h
    最小百分位 TCwind—主观 -23.3 -18.5 -17.9 -27.2 -29.2 -19.8 -23.5 -22.5 -16.2 -16.2
    CMA-TRAMS—主观 -24.7 -27.0 -23.1 -32.9 -28.4 -24.3 -30.9 -18.3 -25.1 -27.8
    最大百分位 TCwind—主观 9.0 14.3 12.4 9.6 20.4 17.0 13.5 10.5 11.8 13.5
    CMA-TRAMS—主观 16.3 42.3 44.1 45.2 47.2 37.4 49.6 49.7 23.6 18.2
    下载: 导出CSV

    表  3  TCwind订正后相对主观预报明显偏弱的样本(TCwind减去主观误差小于-10 m/s,即图 4未展示的“Min~5%”绿色箱线样本),其中的样本主观预报的台风中心最大风速 单位:m/s。

    0 h 12 h 24 h 36 h 48 h 60 h 72 h 84 h 96 h 108 h
    65 55 68 50 18 58 45 53 50 41
    72 55 65 65 50 45 55 63 50 56
    62 45 68 68 65 65 60 59 48
    45 25 58 58 62 52 55 47
    58 62 55 50 60 58 48 55
    45 35 55 60 33 49
    45 62 45 58 52
    68 50 56
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-09-14
  • 修回日期:  2022-05-28
  • 网络出版日期:  2022-10-25
  • 刊出日期:  2022-08-20

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