成果名称: |
南海及广东近海区域高分辨率台风海气耦合模式研发 |
完成单位: |
中国气象局广州热带海洋气象研究所,国家气象中心,广东省气象台 |
研究人员: |
张邦林,程正泉,麻素红,张华,孙明华,徐道生,黄燕燕,王洪,李梦婕,李霁杭,文秋实 |
介绍: |
台风是影响广东省及周边地区最大的自然灾害之一,提高台风路径、强度、结构和台风风雨预报水平,进而减轻相关灾害是我省沿海经济带非常迫切的需求。近年来,台风数值预报技术有了较大发展,成为业务预报和决策服务的重要参考。然而必须认识到我们现有的台风数值预报模式理论和技术及其业务能力,仍不能满足当前国家和广东省经济社会发展的重大需求,以及华南区域气象中心业务要求。与国际先进水平相比,仍存在很大不足,主要表现为模式水平和垂直分辨率偏低、未能考虑海气耦合作用及缺乏有效的台风初始化技术。 围绕我省防灾减灾需求,本项目开展南海及广东近海区域高分辨率台风海气耦合模式研发并取得了一系列创新性成果:(1)动力框架方面,将南海台风模式的水平分辨率从18km提高至9km,垂直层数从原来的65层增加至125层,并将三维参考大气的水平变化项处理技术进行优化,进一步提高了模式计算精度和稳定性。(2)物理过程方面,在积云对流参数化方案中考虑了尺度自适应及零度层和气溶胶对水汽凝结率的影响,优化了近地层参数化方案中摩擦速度和对流速度的计算公式,同时基于南海台风模式和HYCOM海洋环流模式建立了南海及周边区域海气双向耦合模式预报系统。(3)资料同化方面,自主设计了一套基于分析增量更新(IAU)技术的台风涡旋动力初始化方案,并开展了南海台风的飞机下投探空资料同化试验。对上述研究成果进行技术集成,搭建了“泛热带区域降水、台风与海面风精细化预报综合应用”平台以及“台风预报相结合的粤港澳大湾区海洋灾害预报预警”平台,应用于南海及周边区域的台风业务预报服务。 本项目构建的南海台风数值预报业务达到了国际先进水平。根据第九届全国台风及海洋气象专家工作组提供的评估报告,2021年南海台风模式的24/48/72小时路径预报误差分别为67.6/132.6/217.0km,仅次于欧洲中心全球模式,强度预报则仅次于美国HWRF模式。按照中国气象局的部署,南海台风模式产品每天上传到中国气象局数值预报云,被国家气象中心和全国各省(区、市)业务使用。在广东省,南海台风模式产品通过信息共享平台实时发送给广东省应急厅、水利厅、省水文局、省国土厅、南部战区、民航中南地区空中交通管理局、南方电网、广州市公安局、中海油能源发展有限公司等部门,为国家安全、国民经济发展、防灾减灾提供科学数据支持。南海台风模式产品也通过世界气象组织(WMO)/亚太经社会(ESCAP)台风委员会(Typhoon Committee)主页、中央气象台台风英文网向国际推广和示范应用,极大地彰显了项目成果的国际显示度和技术引领作用。 未来南海台风模式将向更高分辨率模式,提供更精细的风雨结构的方向发展。随着我国雷达和卫星等遥感观测设备的进步,可以极大地弥补南海观测资料的不足;另一方面随着大数据时代的到来和计算能力的大幅度提升,使得诸如大数据人工智能与传统资料同化方法结合的新技术应运而生,因此未来几年将持续发展先进的资料同化技术,努力提高卫星雷达等遥感资料的同化水平,同时开展百米分辨率的区域数值预报模式研发,结合华南外场观测试验,提高模式物理参数化方案的精准度,建立海陆气耦合的新一代高分辨率台风数值预报业务系统,进一步提高登陆台风强度突变及其不对称风雨结构的数值预报能力。另一方面,通过大数据人工智能技术与数值预报模式结合,开展台风灾害影响预报方法研究,将台风模式预报产品与人口分布、地形、承灾体等经济社会数据结合构建智能分析方法和台风巨灾评估模型,为更多行业和公众提供更加精准的预报信息,为台风防灾减灾的决策服务提供更有效的科学支撑。 |
登记号: |
|
登记日期: |
2023/10/25 |
研究起止时间: |
2019-01-01至2021-06-30 |
成果应用行业: |
水利、环境和公共设施管理业 |
高新科技领域: |
地球空间与海洋 |
学科分类: |
|
鉴定单位: |
广东省科学技术厅 |
评价日期: |
2023/2/16 |
登记办理状态: |
公示中 |
|