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条件非线性最优扰动在可预报性问题研究中的应用穆穆段晚锁大气科学甌第卷第月摘要本文总结了近年来条件非线性最优扰动方法的应用研究的主要进展。主要包括四个方面:跫线性最优扰动方法拓展到既考虑初始扰动又考虑模式参数扰动,形成了拓展的方法。拓展的方法不仅能够应用于研究分别由初始误差和模式参数误差导致的可预报性问题,而且能够用于探讨初始误差和模式参数误差同时存在的情形;卣沟腃椒ǚ直鹩τ糜贓秃诔笨稍けㄐ匝芯浚疾炝顺始误差和模式参数误差对其可预报性的影响,揭示了初始误差在导致和黑潮大弯曲路径预报不确定性中的重要作用;疾炝俗枞录⑸淖钣徘捌谡髡以及导致其预报不确定性的最优增长初始误差揭示了蚈空间模态及其演变机制的相似性及其局地性特征;芯苛颂ǚ缭けǖ哪勘旯鄄馕侍猓方法确定了台风预报的目标观测敏感区,通过观测系统模拟试验停蚬鄄庀低呈匝明了敏感区在改进台风预报中的有效性。具体地,台风闹饕N蟛罘植荚谀骋惶囟ㄇ颍占浞植具有明显的局地性特征,在台风木值匦郧蛟黾庸鄄猓行Ц慕颂ǚ绲脑けḿ记桑们虼砹颂ǚ预报的初值敏感区。事实上,上述录⒑诔甭肪侗湟煲约白枞录腛的空间分布也具有明显的局地性特征,这些事件的袒木值匦郧蚩赡芤泊砹顺踔得舾星关键词天气气候可预报性最优扰动文章编号中图分类号文献识别码痡..—..穆穆,段晚锁..条件非线性最优扰动在可预报性问题研究中的应用笃蒲В:琩:./,..】,泄蒲г汉Q笱芯克嗟,—收修定稿资助项目国家重点基础研究发展计划项目和国家自然科学基金项目作者简介穆穆,男,年出生,博士,研究员,主要从事天气和气候的可预报性研究。:....
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引言本问题之一。在可预报性问题研究中,关于预报结定性的重要性,业务天气预报也从此开始尝试在每报误差的估计,人们对热带海气耦合系统的可预报报性问题。谙咝岳砺郏涫褂玫那疤崽跫是初始扰动充分小,其发展能够近似地由切线性模于描述非线性模式中增长最快的有限振幅的初始增长最快初始误差了条件非线性最优扰动方法。代表了具有一定物理约束条件且在预报时刻具有最模式中具有最大增长率的一类初始扰动,是究,。指出,对于一个预报产品,如果没有估计其可能的预报误差,那么这个预报产品是不能够被使用的。事实上,早在年,已经意识到了估计预报结果不确一次预报中定量估计初始场不确定性的发展。这种观点后来也被海气耦合系统的预报所采纳。通过对预报误差演变规律的研究以及对预性,获得了更为清晰的认识和理解。可预报性研究的另一个关键问题是探寻所关注的天气和气候事件发生的前期征兆,即何种初始异常会发展成所关注的天气或气候事件这也是动力气象学与气候动力学中的中心问题之一。在一定条件下,最容易发展成某一天气或气候事件的初始异常,我们称其为该事件的最优前期征兆.,H绾瓮ü鄄或同化捉到初始场治龀中的这种前期征兆信号是天气和气候预报中的关键问题。国际上有研究使用线性奇异向量椒ㄑ芯刻炱推蚴录淖优前兆信号。如,跏季嗥矫枋龅暮N伦刺魑狤录生的前期征兆。窍咝阅J街性龀ぷ羁斓囊焕喑跏既哦该方法最早由将其引入气象学研究。它不仅被用于可预报性最优前期征兆问题的研究,同时也被广泛地用于研究预报误差增长的可预式疵枋觥H欢笃秃Q蟮脑硕欠线性的,天气和气候的可预报性不可避免地会受到非线性物理过程的影响。所以,基于线性模式的荒艹浞址从撤窍咝晕锢砉痰挠跋欤荒苡扰动.,T诳稍けㄐ匝芯恐校琇不能有效代表天气和气候事件的最优前期征兆和为了考察非线性的影响,.提出大非线性发展的一类初始扰动;砹饲邢咝诜窍咝韵低持械淖匀煌乒恪谠けㄊ刻的增长率可能没有螅湓谠けㄊ笨痰姆线性发展是最大的,从而代表了在预报时刻对预报结果有最大影响的一类初始误差,也代表了最容易发展成一类天气或气候事件的前期征兆。因此,在可预报性研究中,比哂懈匾5淖饔谩尤其在非线性系统中,可以刻画有限振幅扰动大小的发展,荒苊枋龀浞中〕跏既哦难变,而这正是非线性影响的结果。所以,通过比较和梢越沂痉窍咝晕锢砉潭钥稍け性的影响。.,.,;痮猄琍籗.,籇籇.,;.,、,.;,瓼...甌,.瑃.
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跫窍咝宰钣湃哦椒ǖ耐卣.,<潭纸獵椒方法用于一个二层准地转模式研究非线性物理过虑到实际天气预报和气候预测初始误差和模式误法要求求解初始扰动和模式参数扰动的组合模态的最优模态,寻找导致最大预报误差的初始误差和模式参数误差的组合模态。应用拓展的方法,。疾炝擞跋事件奈蟛钜蜃樱康髁顺跏嘉蟛钍堑完全耦合的J降幕乇ㄊ匝橹蟹⑾至死嗨频初始误差模态,从而阐明在实际预报中,如果通过路径变异预报不确定性的主要误差因子