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陆慧娟: 作品数：10 被引量：124H指数：6; 供职机构：中国气象局更多>>; 发文基金：公益性行业(气象)科研专项国家自然科学基金江苏省普通高校研究生科研创新计划项目更多>>; 相关领域：天文地球更多>>

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CMA-GFS云预报的偏差分布特征被引量：10: 2022年; 利用2021年3月—2022年2月ERA5再分析数据云量、云水凝物对中国气象局研发的全球数值预报系统CMA-GFS同期云量产品和由云量、云水凝物产品计算的云发生、云水凝物积分的偏差特征进行诊断评估,初步探讨了CMA-GFS云预报偏差存在的可能原因。结果显示:CMA-GFS云量、云水凝物的分布较为合理,CMA-GFS能够描绘全球云量、云水凝物的分布特征,并能够反映季节特征;CMA-GFS预报高云和中云的云量偏差大于低云的云量偏差,而高云和中云的云量均方根误差较低云偏小,说明模式高云和中云的预报稳定性优于低云;与ERA5再分析数据相比,CMA-GFS液相水凝物积分以负偏差为主,冰相水凝物积分以正偏差为主;云量、云水凝物的偏差在不同地区成因不同,在热带地区的偏差与对流参数化和微物理方案不协调有关,在南北半球中高纬度地区的偏差与相对湿度偏差相关。; 李喆陈炯陈炯陆慧娟马占山刘奇俊; 关键词：云量

热带风压场平衡特征及其对GRAPES系统中同化预报的影响研究Ⅰ:平衡特征分析被引量：4: 2015年; 本文基于GRAPES全球模式的短期预报误差样本，利用赤道波动正规模态研究了热带风、压场平衡特征，并根据这些特征分析了线性平衡方程（LBE）在该区域应用时存在的问题。结果表明：（1）赤道波动能成功解释热带短期预报误差样本的大部分分量，对流层中层为60%～80%，对流层顶和平流层低层为80%以上。（2）在可解释的误差方差中，赤道罗斯贝波（ER）占比仅为30%～55%，其他赤道波动的作用不可忽视。（3）在ER模态基础上引入其他赤道波动会大幅削弱原有风、压场平衡约束，重力惯性波与Kelvin波的作用最为显著。此时，对流层中层位势高度h与u风、v风间的约束接近于零，而平流层低层h–u的平衡特征由Kelvin波主导。（4）LBE主要表达了 ER 模态下的风、压场平衡特征，与实际情形相比高估了热带风、压场的耦合程度，进一步的改进中需削弱这一虚假平衡，使得热带风、压场分析变得更加独立。; 王瑞春龚建东张林陆慧娟; 关键词：变分资料同化 GRAPES

热带风压场平衡特征及其对GRAPES系统中同化预报的影响研究Ⅱ:动力与统计混合平衡约束方案的应用被引量：10: 2015年; 研究I的结果表明:线性平衡方程(LBE)在热带地区不适用,而进一步改进方向是削弱LBE在该区域的约束程度。本文以此为基础,在GRAPES(global/regional assimilation and prediction system)全球变分同化系统中引入动力与统计混合平衡约束方案。新方案在逐层求解LBE的基础上增加垂直方向的线性回归,回归系数随纬度和高度变化。针对背景误差协方差的分析表明,新方案可以更好的保证独立分析变量间预报误差不相关的基本要求,并大幅度减小热带地区平衡气压预报误差方差的量值和占总方差的比例。单点试验结果表明,与LBE方案相比,新方案对中、高纬影响很小,但在热带地区成功实现了风、压场分析的解耦,两者分析更为独立。并且,虽未考虑具体波动模态,但新方案给出的风、压场协相关结构与研究I的理论分析结果相近。一个月的同化循环与预报结果表明,引入新方案后,赤道外地区的同化预报效果为中性偏正,而热带地区风场的同化预报效果显著提高,LBE方案中平流层低层的风场同化预报异常被基本消除。; 王瑞春龚建东张林陆慧娟; 关键词：变分资料同化 ASSIMILATION

全球GRAPES等压面三维变分分析预报循环系统及试验被引量：3: 2014年; 利用全球通讯系统GTS传输的常规观测资料和卫星资料,用全球与区域同化预报系统GRAPES(global/regional assimilation and prediction system)全球等压面三维变分分析和中期数值预报模式进行为期两个月6 h分析预报循环试验,并对分析结果进行了诊断分析。结果表明,位势高度在中低纬对流层顶及以上区域存在5~20 gpm负偏差,在100 hPa以下的南北极区域存在5~20 gpm正偏差;相对湿度在南极存在较大负偏差,在高层有较大正偏差。风场在赤道中高层有较明显的偏差。在500 hPa上北半球GRAPES位势高度与NCEP资料的均方根误差在10 gpm左右,南半球在15~24 gpm之间。与探空观测相比,经变分分析后,分析的偏差和均方根误差都有所减小,但位势高度背景场存在明显负偏差,而且在100 hPa以上位势高度改进不如低层明显。全球等压面三维变分分析预报循环试验表明,分析预报循环系统能稳定运行,但是分析和6 h预报场还存在系统性偏差。; 庄照荣薛纪善陆慧娟韩威刘艳; 关键词：GRAPES

GRAPES全球变分同化背景误差协方差的改进及对分析预报的影响：背景误差协方差三维结构的估计被引量：22: 2014年; 回顾并详细推导了估计背景误差协方差统计特征的美国国家气象中心(NMC)方法及其优缺点;采用NMC方法系统地估计了新版GRAPES全球模式的背景误差方差、水平相关特征尺度和垂直相关结构,并与欧洲中心模式结果进行了比较。结果表明,目前GRAPES全球模式的背景误差方差比以前有了显著减小;水平相关特征尺度随纬度和高度有显著变化;背景误差垂直相关结构与欧洲中心模式结果非常一致,相比经验公式结果更具物理意义,同时,单点试验结果也表明,更新后的垂直相关结构产生的分析增量更合理。通过与欧洲中心模式背景误差协方差三维结构的对比,分析了不同模式间背景误差协方差的异同及GRAPES全球同化分析系统目前存在的一些不足及可能原因。为新版GRAPES全球模式的三维变分系统提供了基本的背景误差协方差的三维结构。; 王金成庄照荣韩威陆慧娟; 关键词：背景误差协方差变分同化

GRAPES全球三维变分同化系统的检验与诊断被引量：22: 2016年; 中国气象局数值预报中心新近升级的GRAPES全球三维变分同化系统的大气基本状态变量在物理属性与定义的网格和坐标上与预报模式保持一致,是一个完全针对GRAPES预报模式的同化系统。该系统不仅有利于减小分析误差,也是构建GRAPES四维变分同化系统的基本环节之一。该文通过与观测资料的对比、与国际其他业务中心分析场的对比,以及中期数值预报的检验,对新的GRAPES全球三维变分同化系统性能进行较全面讨论,并通过对这一系统的检验,探索资料同化系统性能的检验方法,尤其是观测资料同化效果的定量评价方法。诊断结果表明:在宏观特征上,GRAPES变分同化系统的分析场与欧洲中期数值预报中心和美国国家环境预测中心的分析场十分相似,但细节上仍有差别。这些差别主要源自GRAPES同化系统中探空、地面报、掩星以及飞机报观测的贡献偏大,而卫星垂直探测仪观测资料的作用尚未充分发挥。从探测单要素来讲,风及湿度观测的作用发挥不够。此外,青藏高原周围地区、模式高层及赤道地区分析场偏差较大,它们与模式地形及高层的处理等有关系,这些问题有待进一步改进。; 刘艳薛纪善张林陆慧娟

GRAPES_GFS全球中期预报系统的研发和业务化: 该文回顾了中国气象局全球中期数值天气预报系统GRAPES GFS的研发历程,重点介绍了近年来在GRAPES_GFS研发过程中的重要进展,概要阐述了这些进展对GRAPES_GFS业务化的贡献.动力框架方面的改进主要包括位温...; 沈学顺苏勇胡江林王金成孙健薛纪善韩威张红亮陆慧娟张华陈起英刘艳刘奇俊马占山金之雁李兴良刘琨赵滨周斌龚建东陈德辉王建捷; 关键词：动力框架三维变分同化

Vaisala RS92/90探测仪的湿度观测偏差订正初步试验: 2019年; 探空观测资料无论在天气预报还是数值预报中都是最基本和最重要的一类资料源。Vaisala RS92/90探测仪资料又在这类观测中占比很大,其湿度观测资料质量的好坏直接影响同化分析和降水预报,故需要对该资料进行质量评估与偏差订正。通过与NCEP和EC再分析的湿度场比较,发现Vaisala RS92/90探测仪的湿度观测偏差,借鉴Yoneyama et al(2008)对该仪器湿度观测的偏差订正方案,从几种订正方案中优选出对分析改进最为显著、考虑太阳辐射等因素影响的订正方案,并将该方案应用到GRAPES-GFS准业务试验中。试验结果表明:Vaisala RS92/90探空湿度观测偏差订正后,同化分析与预报有中性偏正效果。连续试验中订正后预报距平相关在东亚与热带有改进,预报评分显示热带、北半球评分略有提高。该订正方案在实际业务中有其应用价值。; 郝民王瑞春陆慧娟龚建东; 关键词：偏差订正

GRAPES_GFS全球中期预报系统的研发和业务化被引量：73: 2017年; 该文回顾了中国气象局全球中期数值天气预报系统GRAPES_GFS的研发历程,重点介绍了近年来在GRAPES_GFS研发过程中的重要进展,概要阐述了这些进展对GRAPES_GFS业务化的贡献。动力框架方面的改进主要包括位温垂直平流的算法、极区滤波方案、标量平流方案、垂直速度衰减(damping)算法、提高模式分辨率等,改善了模式框架的稳定性、计算精度以及质量守恒性。物理过程方面的改进主要包括RRTMG辐射方案、CoLM陆面过程方案、积云对流、边界层过程、双参数云物理方案,以及物理过程的调用计算等,全面提升了模式物理过程的预报能力。全球三维变分同化方面,研发了模式空间三维变分(3DVar)系统、资料质量控制和偏差订正技术、卫星资料同化方面的相关技术等。同时,对目前GRAPES_GFS2.0的预报能力进行了评估,总体来说.该系统各项预报指标全面超越GRAPES_GFS1.0,与T639相比等压面要素预报在对流层也有明显优势,降水、2 m温度等预报也优势明显。; 沈学顺苏勇胡江林王金成孙健薛纪善韩威张红亮陆慧娟张华陈起英刘艳刘奇俊马占山金之雁李兴良刘琨赵滨周斌龚建东陈德辉王建捷; 关键词：动力框架三维变分同化

GRAPES全球三维变分同化业务系统性能被引量：29: 2017年; 近年来,GRAPES全球三维变分同化系统分析性能和稳定性有了长足进步。该文简要介绍了近两年GRAPES全球三维变分同化技术的发展与改进情况,包括同化框架技术、资料同化应用技术与系统稳定性等方面。分析诊断了两年的同化循环试验结果,以探空资料作为参考,对ERA-Interim再分析场、NCEP FNL分析场和GRAPES全球三维变分分析场的统计特征进行了比较;以ERA-Interim再分析场作为参考,对NCEP FNL分析场、T639分析场和GRAPES全球三维变分分析场进行比较。结果表明:GRAPES分析场的质量明显优于T639分析场,性能上达到了业务化的要求,但相比NCEP FNL分析场还有一定差距,特别是对流层内湿度分析场的误差还比较大。; 王金成陆慧娟韩威刘艳王瑞春张华黄静刘永柱郝民李娟田伟红; 关键词：资料同化 GRAPES 三维变分

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