(3)年度计划
2011年,建立50km分辨率GRAPES全球台风数值预报试验系统,实现试运行,提高台风路径预报能力;对人造台风资料方案进行个例试验;诊断物理过程对台风强度、降水的影响;实现海洋模式的优化和并行计算。
2012年,进一步评估GRAPES全球模式系统对台风的预报能力,改进涡旋初始化技术,实现50km GRAPES全球台风模式系统同全球模式系统的一体化;开发融合观测资料(QSCAT、云导风等)和人造台风资料的资料优选方案;针对2011年的物理过程诊断结果进行相应的物理过程改进;进一步优化耦合技术;开展集合预报扰动方法研究。
2013年,针对25km GRAPES全球模式系统,优化涡旋初始化技术;完成观测资料(人造台风资料、QSCAT、云导风等)在涡旋初始化中的对比试验;改进涡旋初始化技术以及物理过程,改进模式对台风强度、降水的预报能力;建立可实时运行的海气耦合系统;进行台风集合预报个例试验。
2014-2015年,实现25km GRAPES台风模式一体化系统的运行,进一步完善人造台风资料同化涡旋初始化技术并在业务系统中应用;完善台风集合预报扰动技术并进行试验运行。完善海气耦合模式系统并准业务运行。
6.并行计算技术
(1)现状及主要问题分析
GRAPES模式系统在并行计算中存在的问题是:四维变分同化软件尚未实现并行化,模式的并行计算效率也有待提高,随着模式分辨率的提高、大量精细资料的同化及快速分析预报系统、集合预报的开展,都对并行计算效率提出更高的要求。
(2)重点任务
针对GRAPES全球模式,实现高效的并行算法,完成全球模式预报系统的并行计算系统的开发;完成对全球切线性模式、伴随模式以及四维变分同化系统并行处理的支持,提高四维变分处理系统的运行效率,满足业务需要。
(3)年度计划
2011年,完成50km分辨率全球模式、15km分辨率区域中尺度模式的并行化计算优化。全球模式10天预报计算机时间缩短30%、区域中尺度模式60小时预报计算机时间缩短20%。完成模式面全球三维变分同化的并行及优化。完成GRAPES区域奇异向量扰动模块并行计算及其优化。
2012年,完成RAFS快速分析预报系统等的并行化计算优化。初步完成全球四维变分同化系统切线、伴随模式的并行计算优化。
2013年,完成25km分辨率全球模式、5km分辨率区域中尺度模式、全球四维变分同化、全球奇异向量初值扰动方案的并行计算方案设计及优化,并进行初步运行试验。
2014-2015年,完成25km分辨率全球模式、5km分辨率全国区域中尺度模式、全球四维变分同化、15km分辨率全国区域奇异向量初值扰动方案的并行化计算。
(二)业务应用系统
针对模式发展需求和天气预报业务应用需求,发展模式检验新技术,开发模式产品,建立GRAPES模式检验系统和产品后处理系统。
1.模式检验
(1)现状及主要问题分析
检验工作不够细致深入。目前对GRAPES的检验多偏重于现有业务常规客观检验量和诊断量,检验对象和要素偏少,且多是对大样本平均状态的分析,针对GRAPES模式误差时空分布特征和科学诊断检验明显偏少,深入分析不够充分,还没有建立包含更多检验新方法、新技术的GRAPES检验系统。模式开发人员与产品应用人员有效交流互动机制也没有形成;缺少支撑GRAPES区域模式发展的业务检验平台。
(2)重点任务
发展GRAPES模式检验新技术,建立有助于模式改进的GRPAES统计检验系统,构建业务模式全国统一检验平台。尝试使用新型观测资料检验评估模式物理过程合理性。
大力开展天气学检验。重点开展北半球环流形势和中国区域重大降水天气过程、降水强度及落区预报检验等,加强对重大关键性、转折性、灾害性天气过程模式预报能力检验。
(3)年度计划
2011年,初步建立GRAPES模式预报检验分析系统,细化不同层次水平格点误差分布检验,为研发人员查找模式问题提供便捷依据;开展科学诊断方法、面向目标的检验和格点资料检验;开展空间预报检验技术研究,细化高度、温度、风及湿度等要素垂直层次廓线检验;开展GRAPES天气学检验。
2012年,完善GRAPES模式预报检验分析系统。将2011年建立的成熟的检验方法补充到检验系统中并形成业务;开展科学诊断方法研发、面向目标的检验和格点资料检验,继续开展GRAPES天气学检验。
2013年,开展空间预报检验技术研究,细化高度、温度、风及湿度等要素垂直层次廓线检验,继续扩充检验系统功能;继续开展GRAPES天气学检验。
2014-2015年,尝试利用雷达、卫星或GPS资料等观测资料,检验评估模式物理过程合理性。建立GRAPES模式预报检验分析系统;继续开展GRAPES天气学检验。
2.产品开发
(1)现状及主要问题分析
GRAPES诊断和产品开发工具少,诊断工作还不够深入细致。目前主要开发了诊断GRAPES模式一些典型问题的特定产品,对于模式物理过程缺乏必要的诊断手段,缺少对GRAPES模式的系统性误差进行全面分析,对GRAPES要素预报误差特征和偏差特征了解不够。
(2)重点任务
建立完善的GRAPES产品后处理系统,开发针对GRAPES模式的诊断方法,加工模式诊断所需要的新产品。建立GRAPES 模式的偏差订正系统。初步建立GRAPES集合预报系统的产品后处理系统。
(3)年度计划
2011年,调研中央气象台及各级气象台站对GRAPES数值预报模式产品的需求和建议,开发GRAPES模式产品,建立完善的GRAPES产品后处理系统,开发MICAPS格式产品,努力满足天气预报对GRAPES模式产品的需求。
2012年,分析GRAPES模式产品的误差分布特点,加工模式诊断所需要的新产品,初步建立模式产品后处理及诊断平台,开发可通过网站实现的气象要素的平面、单点时序、垂直廓线等网站产品。
2013年,在GRAPES模式产品误差分析基础上,完善模式产品后处理及诊断平台,发展基于GRAPES的强天气产品,启动建立模式的偏差订正工作。启动GRAPES集合预报产品的后处理技术开发工作。
2014- 2015年,完善GRAPES模式产品输出,建立预报员常用的连续变量产品的偏差订正系统。初步建立GRAPES集合预报产品的后处理系统。
(三)系统运行与支撑系统
1.系统运行监视与诊断系统