文章编号:
1674-7070(2011
)02
-0
118-10
江淮锋面和华南暖区两次暴雨过程
可预报性对比
摘要
以
2008
年
6
月
9
一
10
日江淮地区的
锋面暴雨和
2008
年
6
月
6-7
日华南地
区的暖区暴雨为例，采用模式试验的方
法，研究了这
2
个不同地域不同类型的
暴雨的模式可预报性的差异.控制试验
的结采表明，
2
个地区的暴雨都可以用
WRF
模式得到较好的模拟再现.通过在
控制试验的初始场上对温度场和风场添
加高斯随机扰动误差构造敏感性集合成
员，结果表明初始场的微小误差在
24h
内使得华南暴雨与江淮暴雨的模拟结果
都发生较大改变，但华南暴雨的误差增
长快于江淮暴雨，导致华南暴雨模拟结
采发生更大的改变.通过对集合离散度
的分析表明，华南暴雨与江淮暴雨的离
散度都随积分时间延长而不断增大，但
华南暴雨的集合离散度增长更快，华南
暴雨的集合离散度在模式各层上都远大
于江淮暴雨.从误差增长和集合预报的
角度讲，华南暴雨的模式可预报性比江
淮暴雨的模式可预报性差.
关键词
可预报性;暴雨;地域差别
中图分类号
P435
文献标志码
A
收稿日期
2010
-0
9-25
资助项目江苏省"六大人才高峰"培养对象
资助项目
(07-A
-0
12)
作者简介
陈茂钦，男，硕士生，研究方向为中尺度暴
雨与数值模拟.
chenmaoqin@ hotmail. com
徐海明(通信作者)
，男，博士，教授，主要
从事区域气候与海陆气相互作用、季风动力学
的研究.
hxu@ nuist. edu. com
l
南京信息工程大学大气科学学院，南京，
210044
2
南京信息工程大学气象灾害省部共建教
育部重点实验室，南京，
210044
陈茂钦
1
徐海明
1
，
2
。
引言
大气是一个混沌非线性系统，微小的初始误差在大气中的增长
过程十分复杂，有时很小的初始误差通过"蝴蝶效应"会演变成很大
的误差，有时误差增长过程则不那么显著，大气可预报性的概念因此
被提出
[1-2]
广义来说，大气的可预报性有内在的可预报性和实际可
预报性
2
个不同的含义.由于大气的混沌特性，有可能使得十分微小
的初始误差通过非线性增长导致系统出现重大的偏差，导致预报失
败，这是大气内在的可预报性含义
[3]
实际的可预报性是指由于模式
的不完善，初始条件的误差以及计算误差，现有的模式预报水平达不
到理论上的可预报极限，其实质是指在现有的模式水平和初值条件
下，对大气的预报能力
[4]
目前在大气可预报性研究中使用最多的主
要有
2
种方法:一种是利用非线性动力系统理论的方法
[5-7]
另一种是
利用数值模式进行数值试验的方法
[8
叫.由于数值模式已经成为天气
预报的主要工具，因此利用数值模式研究可预报性具有现实意义.暴
雨是大气内部过程剧烈调整的过程，其可预报性得到高度重视[口初
始误差在暴雨过程中的增长直接影响到暴雨的预报结果.
Simmons
等[叫的研究证实初始误差对模式预报结果有重要影响，且尺度越小
误差增长越快
.T
瑞强等
[14]
在研究初始误差和参数误差对
Lorenz
系
统的可预报性影响时发现，初始误差和参数误差都对系统的可预报
期限有影响，当初始误差远大于参数误差时，可以不用考虑参数误差
对模式可预报性的影响.
Zha
吨等[臼]研究指出小尺度和小振幅的初
始误差在模式中快速增长并且升尺度影响到中尺度预报.
Liao
等
[16]
进一步研究了梅雨锋过程中初始误差在模式中的增长过程，得出模式
中微小误差的增长分
3
个阶段:第
1
阶段，误差的振幅和尺度同时增长，
但误差的增长主要表现在振幅的增长上，误差增长的主要原因是对流
不稳定，在这个阶段，误差增长主要局限在中低层;第
2
阶段，误差增长
升尺度阶段，误差增长的水平尺度增长的主要影响因素为对流加剧，同
时，误差的振幅因为对流活动减弱而减小;第
3
阶段，误差的水平尺度
增长被限制在梅雨锋范围内，近于稳定，同时，误差的振幅因为新对流
的发展而增大
.Z
且
han
主要来源.
Zhai
等
[18]
的研究指出实际的模式初始条件的不确定性比由
边界条件的不确定性引起的模拟降水误差更显著.
文章编号:
1674-7070(2011
)02
-0
118-10
江淮锋面和华南暖区两次暴雨过程
可预报性对比
摘要
以
2008
年
6
月
9
一
10
日江淮地区的
锋面暴雨和
2008
年
6
月
6-7
日华南地
区的暖区暴雨为例，采用模式试验的方
法，研究了这
2
个不同地域不同类型的
暴雨的模式可预报性的差异.控制试验
的结采表明，
2
个地区的暴雨都可以用
WRF
模式得到较好的模拟再现.通过在
控制试验的初始场上对温度场和风场添
加高斯随机扰动误差构造敏感性集合成
员，结果表明初始场的微小误差在
24h
内使得华南暴雨与江淮暴雨的模拟结果
都发生较大改变，但华南暴雨的误差增
长快于江淮暴雨，导致华南暴雨模拟结
采发生更大的改变.通过对集合离散度
的分析表明，华南暴雨与江淮暴雨的离
散度都随积分时间延长而不断增大，但
华南暴雨的集合离散度增长更快，华南
暴雨的集合离散度在模式各层上都远大
于江淮暴雨.从误差增长和集合预报的
角度讲，华南暴雨的模式可预报性比江
淮暴雨的模式可预报性差.
关键词
可预报性;暴雨;地域差别
中图分类号
P435
文献标志码
A
收稿日期
2010
-0
9-25
资助项目江苏省"六大人才高峰"培养对象
资助项目
(07-A
-0
12)
作者简介
陈茂钦，男，硕士生，研究方向为中尺度暴
雨与数值模拟.
chenmaoqin@ hotmail. com
徐海明(通信作者)
，男，博士，教授，主要
从事区域气候与海陆气相互作用、季风动力学
的研究.
hxu@ nuist. edu. com
l
南京信息工程大学大气科学学院，南京，
210044
2
南京信息工程大学气象灾害省部共建教
育部重点实验室，南京，
210044
陈茂钦
1
徐海明
1
，
2
。
引言
大气是一个混沌非线性系统，微小的初始误差在大气中的增长
过程十分复杂，有时很小的初始误差通过"蝴蝶效应"会演变成很大
的误差，有时误差增长过程则不那么显著，大气可预报性的概念因此
被提出
[1-2]
广义来说，大气的可预报性有内在的可预报性和实际可
预报性
2
个不同的含义.由于大气的混沌特性，有可能使得十分微小
的初始误差通过非线性增长导致系统出现重大的偏差，导致预报失
败，这是大气内在的可预报性含义
[3]
实际的可预报性是指由于模式
的不完善，初始条件的误差以及计算误差，现有的模式预报水平达不
到理论上的可预报极限，其实质是指在现有的模式水平和初值条件
下，对大气的预报能力
[4]
目前在大气可预报性研究中使用最多的主
要有
2
种方法:一种是利用非线性动力系统理论的方法
[5-7]
另一种是
利用数值模式进行数值试验的方法
[8
叫.由于数值模式已经成为天气
预报的主要工具，因此利用数值模式研究可预报性具有现实意义.暴
雨是大气内部过程剧烈调整的过程，其可预报性得到高度重视[口初
始误差在暴雨过程中的增长直接影响到暴雨的预报结果.
Simmons
等[叫的研究证实初始误差对模式预报结果有重要影响，且尺度越小
误差增长越快
.T
瑞强等
[14]
在研究初始误差和参数误差对
Lorenz
系
统的可预报性影响时发现，初始误差和参数误差都对系统的可预报
期限有影响，当初始误差远大于参数误差时，可以不用考虑参数误差
对模式可预报性的影响.
Zha
吨等[臼]研究指出小尺度和小振幅的初
始误差在模式中快速增长并且升尺度影响到中尺度预报.
Liao
等
[16]
进一步研究了梅雨锋过程中初始误差在模式中的增长过程，得出模式
中微小误差的增长分
3
个阶段:第
1
阶段，误差的振幅和尺度同时增长，
但误差的增长主要表现在振幅的增长上，误差增长的主要原因是对流
不稳定，在这个阶段，误差增长主要局限在中低层;第
2
阶段，误差增长
升尺度阶段，误差增长的水平尺度增长的主要影响因素为对流加剧，同
时，误差的振幅因为对流活动减弱而减小;第
3
阶段，误差的水平尺度
增长被限制在梅雨锋范围内，近于稳定，同时，误差的振幅因为新对流
的发展而增大
.Z
且
han
主要来源.
Zhai
等
[18]
的研究指出实际的模式初始条件的不确定性比由
边界条件的不确定性引起的模拟降水误差更显著.
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