GRAPES_TCM模式對(duì)2013—2014年浙江影響臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào)的檢驗(yàn)分析*

吳聯(lián)要 王金欣 常璐璐 郝世峰 董美瑩

(1.浙江省氣象臺(tái)，浙江 杭州，310017；2.浙江省氣象服務(wù)中心，浙江 杭州，310017；3.浙江省氣象科學(xué)研究所，浙江 杭州，310008)

GRAPES_TCM模式對(duì)2013—2014年浙江影響臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào)的檢驗(yàn)分析*

吳聯(lián)要1王金欣2常璐璐2郝世峰1董美瑩3

(1.浙江省氣象臺(tái)，浙江 杭州，310017；2.浙江省氣象服務(wù)中心，浙江 杭州，310017；3.浙江省氣象科學(xué)研究所，浙江 杭州，310008)

基于多種臺(tái)風(fēng)定位定強(qiáng)客觀方法，檢驗(yàn)了高分辨區(qū)域臺(tái)風(fēng)模式(GRAPES_TCM)對(duì)2013—2014年浙江影響臺(tái)風(fēng)的路徑、強(qiáng)度、移向和移速等的預(yù)報(bào)效果，并與多家業(yè)務(wù)模式產(chǎn)品(歐洲中心數(shù)值模式(ECMWF)、日本數(shù)值模式(JMA)、美國(guó)數(shù)值模式(NCEP)和中國(guó)數(shù)值模式(T639))進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果表明，在用最大風(fēng)速中心定位、用10 m層中心最大風(fēng)速定強(qiáng)以及用海平面中心最低氣壓定強(qiáng)時(shí)，GRAPES_TCM的預(yù)報(bào)精度都較高；GRAPES_TCM對(duì)臺(tái)風(fēng)移速和移向預(yù)報(bào)都有較好效果。

GRAPES_TCM；浙江影響臺(tái)風(fēng)；檢驗(yàn)

0 引 言

臺(tái)風(fēng)是發(fā)生在西北太平洋上一種強(qiáng)大而深厚的低壓天氣系統(tǒng)，我國(guó)海岸線漫長(zhǎng)且位于西北太平洋的西岸，頻受臺(tái)風(fēng)襲擊。浙江省地處我國(guó)東南沿海，是臺(tái)風(fēng)影響大省，每年臺(tái)風(fēng)季節(jié)，臺(tái)風(fēng)路徑和強(qiáng)度的預(yù)報(bào)都是浙江省防災(zāi)減災(zāi)工作的重中之重。近年來(lái)，隨著臺(tái)風(fēng)業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)需求的日益增大，浙江省氣象局不斷發(fā)展并改進(jìn)高分辨區(qū)域臺(tái)風(fēng)模式(GRAPES_TCM)，其預(yù)報(bào)效果穩(wěn)步提升。

眾所周知，在臺(tái)風(fēng)的業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)和相關(guān)科學(xué)研究工作中，臺(tái)風(fēng)的定位和定強(qiáng)都至關(guān)重要。本文發(fā)展了3種臺(tái)風(fēng)定位定強(qiáng)客觀方法，基于這些方法檢驗(yàn)GRAPES_TCM對(duì)2013—2014年浙江影響臺(tái)風(fēng)個(gè)例的路徑、強(qiáng)度、移向和移速等的預(yù)報(bào)情況，并與ECMWF、JMA、NCEP和T639 4家模式的預(yù)報(bào)效果進(jìn)行對(duì)比分析。

1 臺(tái)風(fēng)客觀定位方法介紹

對(duì)模式輸出資料進(jìn)行臺(tái)風(fēng)定位的客觀方法有海平面氣壓中心定位法、最大風(fēng)速中心定位法、軸平均切向風(fēng)法定位法和正渦度中心定位法[1-2]等，本文主要介紹并采用前3種方法。

1.1 海平面氣壓中心定位法

臺(tái)風(fēng)是一個(gè)深厚且有一定水平范圍(一般數(shù)百公里)的低氣壓系統(tǒng)，而其中又有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。整個(gè)臺(tái)風(fēng)系統(tǒng)的海平面氣壓值都比環(huán)境場(chǎng)低，而在臺(tái)風(fēng)中心眼區(qū)，其海平面氣壓值達(dá)到最低。基于這個(gè)臺(tái)風(fēng)的結(jié)構(gòu)特征，氣象工作者們?cè)诜治龊脱芯颗_(tái)風(fēng)時(shí)，經(jīng)常通過(guò)尋找臺(tái)風(fēng)環(huán)流范圍內(nèi)的海平面氣壓最低值來(lái)確定臺(tái)風(fēng)中心位置，該方法應(yīng)用廣泛，且方便有效。

1.2 最大風(fēng)速中心定位法

臺(tái)風(fēng)是一個(gè)不停旋轉(zhuǎn)的系統(tǒng)，在整個(gè)臺(tái)風(fēng)環(huán)流范圍內(nèi)風(fēng)速都較大，尤其是切向的風(fēng)速。臺(tái)風(fēng)的7級(jí)風(fēng)圈半徑可達(dá)數(shù)百公里，而在臺(tái)風(fēng)環(huán)流內(nèi)風(fēng)速最大的地方一般位于臺(tái)風(fēng)的眼墻附近，且眼墻緊挨著中心眼區(qū)，故通過(guò)判斷最大風(fēng)速中心來(lái)確定臺(tái)風(fēng)環(huán)流中心的位置也是一種常見(jiàn)的臺(tái)風(fēng)中心定位方法。

1.3 軸平均切向風(fēng)法定位法

臺(tái)風(fēng)中心的移動(dòng)會(huì)給臺(tái)風(fēng)環(huán)流結(jié)構(gòu)帶來(lái)明顯的變化，尤其是對(duì)其內(nèi)部中心區(qū)域的環(huán)流結(jié)構(gòu)而言。而這種影響在非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的臺(tái)風(fēng)環(huán)流中表現(xiàn)更為明顯。在臺(tái)風(fēng)中心區(qū)域的眼墻附近中有時(shí)候會(huì)生成一些中尺度渦旋，這些中尺度渦旋也是氣壓低值中心，且這些小渦旋中心的風(fēng)速也相對(duì)較大，所以在通過(guò)用海平面氣壓最低值或最大風(fēng)速中心來(lái)定位臺(tái)風(fēng)時(shí)，可能會(huì)錯(cuò)誤定位到這些中尺度渦旋的位置，這就導(dǎo)致了臺(tái)風(fēng)幾何中心定位的偏差。為了規(guī)避這種中心定位偏差的出現(xiàn)，可以通過(guò)計(jì)算軸對(duì)稱切向風(fēng)的區(qū)域平均最大值來(lái)定位臺(tái)風(fēng)的幾何中心[3]。

2 臺(tái)風(fēng)客觀定強(qiáng)方法介紹

2.1 最大平均風(fēng)速定強(qiáng)法

臺(tái)風(fēng)作為一個(gè)移動(dòng)型的渦旋性系統(tǒng)，其本身的自轉(zhuǎn)和移動(dòng)都給臺(tái)風(fēng)環(huán)流范圍內(nèi)帶來(lái)較大的風(fēng)力，而大風(fēng)的影響亦是臺(tái)風(fēng)致災(zāi)能力的一個(gè)主要構(gòu)成，所以從過(guò)去到現(xiàn)在，風(fēng)力的大小都被用來(lái)形容一個(gè)臺(tái)風(fēng)的破壞力和強(qiáng)烈程度。

臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度的常用定義方法是10 m高度處的平均風(fēng)速最大值，但世界各地所用的平均風(fēng)速資料稍有區(qū)別。如中國(guó)氣象局(CMA)用的是2 min平均風(fēng)速資料，日本氣象中心(JMA)用的是10 min平均風(fēng)速資料，美國(guó)(JTWC)用的是10 min平均風(fēng)速資料。在業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)和研究工作中，常通過(guò)查找臺(tái)風(fēng)環(huán)流范圍內(nèi)出現(xiàn)的最大平均風(fēng)速值來(lái)作為該時(shí)次臺(tái)風(fēng)的強(qiáng)度。

2.2 海平面氣壓定強(qiáng)法

臺(tái)風(fēng)是一個(gè)深厚廣闊的低氣壓天氣系統(tǒng)，其低層中心暖，氣壓值低，所以周圍的氣團(tuán)從外向中心輻合移動(dòng)。中心氣壓值越低，氣團(tuán)入流的程度越大，入流越強(qiáng)，輻合的水汽也越多，臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度隨之增大。基于這個(gè)物理特征，在臺(tái)風(fēng)的業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)和研究工作中，也常用中心海平面氣壓最低值來(lái)表征臺(tái)風(fēng)發(fā)展的強(qiáng)度大小。

2.3 釋用極大風(fēng)速定強(qiáng)法

在業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)中，氣象工作者不難發(fā)現(xiàn)，數(shù)值模式輸出的近地面分鐘最大平均風(fēng)速比觀測(cè)站觀測(cè)到的極大風(fēng)速要小，而現(xiàn)在業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)中亦常用極大風(fēng)速值來(lái)表征臺(tái)風(fēng)的風(fēng)力狀況。因此，在業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)中，常把數(shù)值模式輸出風(fēng)力結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步釋用后，再分析應(yīng)用。

浙江省氣象臺(tái)采用經(jīng)驗(yàn)公式的方法對(duì)數(shù)值模式輸出結(jié)果中平均風(fēng)速資料進(jìn)行釋用增大，假設(shè)數(shù)值模式資料中原平均風(fēng)速為V1，釋用的極大風(fēng)速為V2，則在計(jì)算中運(yùn)用的經(jīng)驗(yàn)公式為：V2=(V1×0.9)+10，釋用增大后的風(fēng)力預(yù)報(bào)結(jié)果在業(yè)務(wù)應(yīng)用中效果較好。

3 GRAPES_TCM模式對(duì)2013—2014年浙江影響臺(tái)風(fēng)的路徑、強(qiáng)度、移速和移向的檢驗(yàn)分析

選用上面介紹的臺(tái)風(fēng)定位定強(qiáng)客觀方法，并選取高分辨率區(qū)域臺(tái)風(fēng)模式(GRAPES_TCM，來(lái)源于浙江省氣象科學(xué)研究所的模式運(yùn)行結(jié)果)、歐洲中心數(shù)值模式(ECMWF)、日本數(shù)值模式(JMA)、美國(guó)數(shù)值模式(NCEP)和中國(guó)數(shù)值模式(T639)資料進(jìn)行計(jì)算，并通過(guò)與中央臺(tái)發(fā)布的臺(tái)風(fēng)實(shí)況資料對(duì)比，對(duì)2013—2014年浙江影響臺(tái)風(fēng)的路徑、強(qiáng)度、移向和移速等方面的逐3 h預(yù)報(bào)誤差進(jìn)行檢驗(yàn)。其中選取的2013—2014年浙江影響臺(tái)風(fēng)個(gè)例分別為“201323”菲特、“201410”麥德姆和“201416”鳳凰，其中菲特登陸浙閩交界，麥德姆為登陸附件后北上從浙江西部邊緣擦過(guò)，鳳凰登陸浙江寧波，是過(guò)去兩年對(duì)浙江影響較大的3個(gè)臺(tái)風(fēng)。

3.1 臺(tái)風(fēng)路徑檢驗(yàn)

3.1.1 海平面氣壓中心定位路徑的檢驗(yàn)

在通過(guò)海平面氣壓中心定位時(shí)，由圖1d可以看到GRAPES_TCM的平均路徑預(yù)報(bào)誤差為60 km左右(3個(gè)個(gè)例共40個(gè)樣本)，與路徑預(yù)報(bào)誤差最低的T639(約45 km)及JMA(約50 km)相差并不大，而與ECMWF和NCEP的路徑預(yù)報(bào)誤差則相當(dāng)，這兩者的誤差平均也在60 km左右。GRAPES_TCM基于海平面氣壓中心定位的臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)質(zhì)量總體上在五家模式中處在中等水平。

其中，在個(gè)例“201323”菲特中GRAPES_TCM的路徑預(yù)報(bào)誤差僅為25 km左右(圖1a)，是5家模式中誤差最小的，次小的是ECMWF和T639。在個(gè)例“201410”麥德姆的路徑預(yù)報(bào)(圖1b)中，GRAPES_TCM預(yù)報(bào)誤差約為70 km，比其他幾家模式的誤差稍大，但也處于一個(gè)較低的誤差水平。而GRAPES_TCM對(duì)于個(gè)例“201416”鳳凰的路徑預(yù)報(bào)誤差約為60 km，在5家模式里保持中游的水準(zhǔn)(圖1c)。

3.1.2 最大風(fēng)速中心定位路徑的檢驗(yàn)

在采用最大風(fēng)速中心定位臺(tái)風(fēng)中心的方法時(shí)，考慮到選取的個(gè)例皆為登陸臺(tái)風(fēng)，近地層的風(fēng)場(chǎng)結(jié)構(gòu)受地形影響較大，故分別選用10 m風(fēng)場(chǎng)和850 hPa層風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行對(duì)比分析。

從圖2中可以看到，當(dāng)選用10 m風(fēng)最大風(fēng)速中心來(lái)定位臺(tái)風(fēng)中心時(shí)，路徑的誤差明顯增大。圖2d顯示了3個(gè)個(gè)例的平均誤差，基本都在100 km以上。其中GRAPES_TCM的誤差控制最好，大致在100 km左右，最差的是GFS，其路徑平均誤差已經(jīng)超過(guò)200 km。從a、b和c這3個(gè)個(gè)例分開(kāi)來(lái)看，誤差較低的是“201416”鳳凰，在鳳凰的路徑預(yù)報(bào)中，GRAPES_TCM、JMA和T639的預(yù)報(bào)誤差都控制在100 km以下，其中以GRAPES_TCM的預(yù)報(bào)誤差為最低，僅為70 km左右。

(其中a為個(gè)例“201323”菲特，b為個(gè)例“201410”麥德姆，c為個(gè)例“201416鳳凰，d為所有個(gè)例的統(tǒng)計(jì)平均情況，下同)圖1 各家模式通過(guò)海平面氣壓中心定位的臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)誤差

圖2 各家模式通過(guò)10 m風(fēng)速最大中心定位的臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)誤差

當(dāng)選用850 hPa層最大風(fēng)速中心來(lái)定位臺(tái)風(fēng)中心時(shí)，由于風(fēng)場(chǎng)結(jié)構(gòu)受地形影響減小，臺(tái)風(fēng)中心的路徑定位誤差較之10 m層有所減小。平均而言，GRAPES_TCM的路徑誤差從10 m層的100 km左右減少到80 km左右(如圖3d所示)。從圖3a、3b、3c中可以看出，GRAPES_TCM在個(gè)例“201323”菲特、“201410”麥德姆和“201416”鳳凰中的路徑定位誤差分別約為71、99和63 km，在各自的個(gè)例對(duì)比中，皆是5家模式中預(yù)報(bào)誤差最低的一家。

通過(guò)最大風(fēng)速中心定位臺(tái)風(fēng)中心的對(duì)比分析不難發(fā)現(xiàn)，高分辨率區(qū)域臺(tái)風(fēng)模式GRAPES_TCM在風(fēng)場(chǎng)結(jié)構(gòu)的預(yù)報(bào)上有著明顯的優(yōu)勢(shì)，更高的水平格點(diǎn)分辨率帶來(lái)了對(duì)臺(tái)風(fēng)動(dòng)力結(jié)構(gòu)更好的反映效果，也在通過(guò)最大風(fēng)速中心定位臺(tái)風(fēng)時(shí)有著更小的路徑誤差。

圖3 各家模式通過(guò)850 hPa層風(fēng)速最大中心定位的臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)誤差

3.1.3 軸平均切向風(fēng)法定位路徑的檢驗(yàn)

在用軸平均切向風(fēng)最大中心定位臺(tái)風(fēng)中心時(shí)，同樣分別選取10 m層和850 hPa層進(jìn)行對(duì)比分析。

在10 m層的路徑定位情況來(lái)看，各家模式的誤差控制都不理想，其中相對(duì)最好的T639也有著平均128 km左右的誤差(圖4d)，GRAPES_TCM的誤差控制排在第二位，約為180 km，而其他3家的誤差皆超過(guò)200 km。從圖4a、4b、4c的個(gè)例單獨(dú)分析中可以看到在個(gè)例“201323”菲特的路徑誤差上，GRAPES_TCM的誤差最低，約為150 km；另外在個(gè)例“201410”麥德姆的路徑預(yù)報(bào)中，GRAPES_TCM的誤差為次小。總體來(lái)看，GRAPES_TCM和T639的誤差相對(duì)較低，但整體定位誤差都較大。

相比10 m層的定位情況，850層的定位誤差控制要好很多(圖5)。其中ECMWF和JMA的誤差從超過(guò)200 km驟降到90 km左右。GFS和T639也都取得了70～120 km左右的誤差降幅。但GRAPES_TCM的預(yù)報(bào)誤差降幅卻不大，只從180 km左右降低到約160 km。通過(guò)對(duì)比圖5a和圖4a我們不難發(fā)現(xiàn)，這主要是由于改用850 hPa層定位后，在個(gè)例“201323”菲特中GRAPES_TCM的誤差不降反升，這個(gè)個(gè)例的誤差情況在總體帶來(lái)了影響。由此可見(jiàn)，GRAPES_TCM在特定層次上的預(yù)報(bào)穩(wěn)定性還有待進(jìn)一步加強(qiáng)。

圖4 各家模式通過(guò)10 m層軸平均切向風(fēng)最大中心定位的臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)誤差

圖5 各家模式通過(guò)850 hPa層軸平均切向風(fēng)最大中心定位的臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)誤差

3.2 臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度檢驗(yàn)

3.2.1 海平面氣壓定強(qiáng)的檢驗(yàn)

在通過(guò)臺(tái)風(fēng)中心海平面最低氣壓來(lái)定強(qiáng)時(shí)，GRAPES_TCM的強(qiáng)度預(yù)報(bào)誤差總體不大，平均比實(shí)況偏強(qiáng)7個(gè) hPa左右，如圖6d所示，其它家模式的預(yù)報(bào)則相比實(shí)況普遍偏弱，其中與實(shí)況誤差的絕對(duì)值T639最低，平均約為3個(gè) hPa。ECMWF和JMA的強(qiáng)度預(yù)報(bào)平均比實(shí)況偏弱10個(gè) hPa左右，而GFS的預(yù)報(bào)則比實(shí)況值弱了15個(gè) hPa。

分個(gè)例來(lái)看，在“201323”菲特的預(yù)報(bào)中，5家模式的強(qiáng)度預(yù)報(bào)全部偏弱，其中GRAPES_TCM的誤差最小，與實(shí)況相差不到5個(gè) hPa(圖6a)，而ECMWF的誤差次小。在個(gè)例“201410”麥德姆和“201416”鳳凰的強(qiáng)度預(yù)報(bào)中，只有GRAPES_TCM的預(yù)報(bào)偏強(qiáng)，另4家模式預(yù)報(bào)結(jié)果一致偏弱，其中在“201416”鳳凰的預(yù)報(bào)中，GRAPES_TCM的誤差最小，與實(shí)況相差為3個(gè) hPa(圖6c)。而在預(yù)報(bào)“201410”麥德姆的強(qiáng)度時(shí)，T639的誤差控制最好，平均僅比實(shí)況偏弱0.4個(gè) hPa(圖6b)。

總體上看，在用中心海平面氣壓定強(qiáng)臺(tái)風(fēng)時(shí)，GRAPES_TCM的誤差控制較好，預(yù)報(bào)效果在5家模式中排前二。值得注意的是，GRAPES_TCM的海平面氣壓預(yù)報(bào)容易出現(xiàn)比實(shí)況偏強(qiáng)的情況，這有待更多的觀察驗(yàn)證。

3.2.2 最大平均風(fēng)速定強(qiáng)的檢驗(yàn)

以下選用10 m高度層的臺(tái)風(fēng)中心最大平均風(fēng)速對(duì)5家模式的臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào)進(jìn)行定強(qiáng)，定強(qiáng)結(jié)果的檢驗(yàn)情況如圖7所示。

在個(gè)例“201323”菲特的強(qiáng)度預(yù)報(bào)中5家模式的預(yù)報(bào)都偏弱，其中GRAPES_TCM的預(yù)報(bào)誤差最小，為偏弱3.7 m/s，而另外4家模式的結(jié)果都偏弱7 m/s以上(圖7a)。在個(gè)例“201410”麥德姆的強(qiáng)度預(yù)報(bào)中，“201410”麥德姆GRAPES_TCM的強(qiáng)度預(yù)報(bào)平均僅比實(shí)況偏強(qiáng)0.8 m/s，而其他4家模式的強(qiáng)度預(yù)報(bào)分別比實(shí)況弱了5～12 m/s(圖7b)。對(duì)于個(gè)例“201416”鳳凰的強(qiáng)度預(yù)報(bào)，GRAPES_TCM的誤差控制很好，平均只比實(shí)況稍微弱了0.1 m/s，而其他4家的誤差一般在4～6 m/s左右(圖7c)。從圖24d可以看到，總的平均誤差情況，GRAPES_TCM為偏弱0.12 m/s，T639、GFS、JMA、ECMWF則分別偏弱5.1、6.6、8.2、9.1 m/s。

通過(guò)以上對(duì)比我們發(fā)現(xiàn)，GRAPES_TCM對(duì)于10 m風(fēng)的強(qiáng)度預(yù)報(bào)效果是5家模式中最好的，其通過(guò)10 m最大平均風(fēng)速定義并計(jì)算的臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度與實(shí)況強(qiáng)度相差無(wú)幾。

圖6 各家模式臺(tái)風(fēng)海平面中心最低氣壓的預(yù)報(bào)誤差

圖7 各家模式臺(tái)風(fēng)10 m層中心最大風(fēng)速的預(yù)報(bào)誤差

3.2.3 釋用最大風(fēng)速定強(qiáng)的檢驗(yàn)

釋用算法為基于模式風(fēng)速預(yù)報(bào)普遍偏弱的情況發(fā)展出的一種增大經(jīng)驗(yàn)算法，以下用經(jīng)過(guò)釋用計(jì)算的10 m最大平均風(fēng)速進(jìn)行定強(qiáng)并檢驗(yàn)。由圖8d可以看出，釋用計(jì)算后各家模式的強(qiáng)度預(yù)報(bào)誤差控制明顯轉(zhuǎn)好，其中JMA和ECMWF的結(jié)果較實(shí)況稍偏弱1 m/s左右，而GFS和T639也只偏強(qiáng)了約1～2 m/s。可以看出本研究中采用的釋用算法對(duì)這4家模式的風(fēng)速預(yù)報(bào)效果改善明顯。

在釋用前已有很好預(yù)報(bào)效果的GRAPES_TCM，釋用后在各個(gè)例中的預(yù)報(bào)都正常出現(xiàn)偏大的情況(見(jiàn)圖8a、8b、8c)，故該釋用最大風(fēng)速定強(qiáng)法更適用于ECMWF、JMA、GFS和T639這4家模式的預(yù)報(bào)。

圖8 各家模式臺(tái)風(fēng)10 m層中心最大風(fēng)速釋用預(yù)報(bào)的誤差

3.3 臺(tái)風(fēng)移速和移向的檢驗(yàn)

3.3.1 臺(tái)風(fēng)移速的檢驗(yàn)

分別計(jì)算五家模式預(yù)報(bào)臺(tái)風(fēng)的3 h平均移動(dòng)速度，與臺(tái)風(fēng)實(shí)況的3 h平均移動(dòng)速度做對(duì)比。在個(gè)例“201323”菲特的移速預(yù)報(bào)中，GRAPES_TCM預(yù)報(bào)的臺(tái)風(fēng)移速平均比實(shí)況稍快約1 km/h，與實(shí)況移速最接近的是JMA和GFS，相差不到1 km/h，而ECMWF和T639的移速預(yù)報(bào)則與實(shí)況相差2 km/h以上(圖9a)。GRAPES_TCM對(duì)個(gè)例“201410”麥德姆的移速預(yù)報(bào)僅比實(shí)況偏快0.3 km/h，與ECMWF的預(yù)報(bào)效果并列最好(圖9b)。但是在個(gè)例“201416”鳳凰的移速預(yù)報(bào)中，GRAPES_TCM與其他4家模式的預(yù)報(bào)都偏慢，其中GRAPES_TCM偏慢約2 km/h(圖9c)。

總體來(lái)看，GRAPES_TCM的移速預(yù)報(bào)較實(shí)況偏慢約0.6 km/h，雖稍微落后T639和JMA的平均0.4 km/h左右的誤差(圖9d)，但也相差不大，預(yù)報(bào)效果尚好。

3.3.2 臺(tái)風(fēng)移向的檢驗(yàn)

分別計(jì)算實(shí)況和5家模式預(yù)報(bào)結(jié)果的3 h移動(dòng)方向角，計(jì)兩個(gè)方向角之間的角度差為移向的誤差值(以度為單位)。從圖10中各家模式的移向預(yù)報(bào)效果來(lái)看，GRAPES_TCM的準(zhǔn)確率是最高的。在個(gè)例“201323”菲特的預(yù)報(bào)里，GRAPES_TCM的移向誤差僅為9°左右，ECMWF的移向誤差為11°，其他3家的誤差則皆超過(guò)16°(圖10a)。GRAPES_TCM對(duì)個(gè)例“201410”麥德姆的移向預(yù)報(bào)效果也是最好的，平均誤差約16°，而另4家的誤差都在20°以上(圖10b)。在個(gè)例“201416”鳳凰的移向預(yù)報(bào)中，GRAPES_TCM、ECMWF和T639的誤差都在18°上下，GFS和JMA則超過(guò)了20°(圖10c)。通過(guò)圖10d的統(tǒng)計(jì)可以看到，GRAPES_TCM的移向預(yù)報(bào)平均誤差約為16°，是5家模式里誤差最低的。

4 結(jié) 語(yǔ)

1)通過(guò)多種定位定強(qiáng)方法的計(jì)算和檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，GRAPES_TCM模式的路徑和強(qiáng)度預(yù)報(bào)效果總體最好，在幾家模式中誤差控制最為穩(wěn)定。

2)在臺(tái)風(fēng)定位方法中，海平面氣壓中心法的定位效果最好；軸平均切向風(fēng)最大中心定位法比最大風(fēng)速中心定位法的定位效果有顯著提升。

3)在臺(tái)風(fēng)定強(qiáng)方法中，海平面中心最低氣壓法和10 m層中心最大風(fēng)速法定強(qiáng)的效果相當(dāng)，而釋用最大風(fēng)速定強(qiáng)法對(duì)ECMWF、JMA、GFS和T639這4家模式的強(qiáng)度預(yù)報(bào)效果提升明顯，但并不適用于GRAPES_TCM模式。

圖9 各家模式臺(tái)風(fēng)移動(dòng)速度預(yù)報(bào)的誤差

圖10 各家模式臺(tái)風(fēng)移動(dòng)方向預(yù)報(bào)的誤差

4)GRAPES_TCM模式對(duì)臺(tái)風(fēng)移速的預(yù)報(bào)效果處于中游水平。

5)在臺(tái)風(fēng)移向的預(yù)報(bào)方面，GRAPES_TCM模式的預(yù)報(bào)效果最佳。

限于2013—2014年浙江影響臺(tái)風(fēng)的個(gè)例有限，本文使用的資料時(shí)次不夠多，計(jì)算和統(tǒng)計(jì)時(shí)的樣本數(shù)也較少，因此所得初步結(jié)論尚有待進(jìn)一步檢驗(yàn)和完善。此外，本文工作僅對(duì)高分辨率臺(tái)風(fēng)模式GRAPES_TCM與ECMWF、JMA、GFS、T639在預(yù)報(bào)2013—2014年浙江影響臺(tái)風(fēng)的路徑、強(qiáng)度、移向和移速方面做了初步檢驗(yàn)分析，至于這幾家模式在預(yù)報(bào)臺(tái)風(fēng)結(jié)構(gòu)以及路徑對(duì)強(qiáng)度變化的影響等方面的表現(xiàn)，有待進(jìn)一步的對(duì)比分析。

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2015-02-13

*資助項(xiàng)目：1.浙江省氣象科技計(jì)劃項(xiàng)目(2014ZD03-1); 2.浙江省氣象科技計(jì)劃項(xiàng)目(2012YB09); 3.行業(yè)專項(xiàng)(201206006).