欧洲天气预报_欧洲天气预报数值模式

1.数值天气预报的存在问题

2.数值天气预报的内容

3.气象数值预报grapes的图使用的是世界时吗

4.什么是数值天气预报？

中国于1955年开始摸索作数值天气预报，1959年开始在计算机上进行数值天气预报，1969年国家气象局正式发布短期数值天气预报，以后逐步改进数值预报模式并实现了资料输入、填图、分析和预报输出的自动化。目前，除完成日常的短期数值天气预报业务外，正准备作出中期数值天气预报。

数值天气预报的存在问题

Bjerknes(1911)曾把数值天气预报归结为初边值问题：给定当前大气状态的初值和合适的边界条件，模式将能给出大气将来时刻的演变结果。初始值估计的越精确，预报的质量就越好。初始值的精确性直接决定数值天气预报的效果。

南北半球观测资料的差异性（北半球的观测资料，系统性、时空覆盖率、观测类型和数目都显然比南半球要好得多）导致了在数值天气预报中北半球的初始值比南半球的初始值更为优质，因此由模式给出的预报值也是北半球比南半球更接近“真实”状态。

补充：

初值场一般是由观测资料和模式给出的“模式”状态融合之后给出的。观测作为一个对“真实”状态相对忠实的记录，有着其“更接近真实”的优点，但由于其时间和空间的离散性和独立性，就其整体来讲是很粗糙的，不足以直接作为初值输入；而模式给出的“模式”状态，有着其物理上的动力过程和时空上的完整性，但由于仅仅是“真实”状态的近似，所以也就无法代替观测的角色。

为了把观测和模式所带来的两种不同但又互补的信息融合在一起，从而产生一种既接近真实状态又包含内在物理过程的四维的“运动的物理图像”，就发展出了资料同化方法，即一种把各种时空上不规则的零散分布的观测融合到基于物理规律的模式当中的方法。

参考：

《大气数值模式及模拟》，王澄海等编著，气象出版社，2011年。

数值天气预报的内容

数值天气预报还有许多问题尚待解决：

次网格尺度的物理过程的引入　由于大气是一种具有连续运动尺度谱的连续介质，故不管模式的分辨率如何高，总有一些接近于或小于网格距尺度的运动(见数值天气预报常用计算方法),无法在模式中确切地反映出来，这种运动过程称为次网格过程。湍流、对流、凝结和辐射过程都包含有次网格过程。在数值预报中已用参数化的方法来考虑这些过程，即用大尺度变量来描述次网格过程对大尺度运动的统计效应。尽管用这种方法已取得了相当好的效果，但仍有许多未解决的问题。如参数化不能考虑大尺度对小尺度的影响及其反馈作用，参数的数值缺乏客观的确定方法，模式对参数化的差异过于敏感等。

非线性方程的数值解　虽然在适当条件下，可以证明某些线性微分方程组的稳定格式的数值解，能够近似表示相应的微分方程组的真解，但对于非线性微分方程来说，两种解却可能不完全一致。已有证据表明，虽然有时候数值解是计算稳定的，但却与真解（这是特殊情况，真解是已知的）毫无相似之处。

初值形成问题　它包括初值处理、卫星资料的应用和四维同化（见数值天气预报资料的处理和分析）等问题，这些问题至今尚未很好解决。

上述问题，都是设计模式时会直接碰到的。但是最根本的还是人们对天气演变规律的认识，特别是对中期和长期天气过程和强风暴发生和发展的认识，还很不够。此外，虽然用卫星和遥感技术等手段探测大气，对提供记录稀少地区的资料有一定贡献，但气象探测的精度和预报的准确率，仍有待进一步提高。

气象数值预报grapes的图使用的是世界时吗

数值天气预报与经典的以天气学方法作天气预报不同，它是一种定量的和客观的预报，正因为如此，数值天气预报首先要求建立一个较好的反映预报时段的（短期的、中期的）数值预报模式和误差较小、计算稳定并相对运算较快的计算方法。其次，由于数值天气预报要利用各种手段（常规的观测，雷达观测，船舶观测，卫星观测等）获取气象资料，因此，必须恰当地作气象资料的调整、处理和客观分析。第三，由于数值天气预报的计算数据非常之多，很难用手工或小型计算机去完成，因此，必须要有大型的计算机。

根据大气实际情况，在一定初值和边值条件下，通过数值计算，求解描写天气演变过程的流体力学和热力学方程组，预报未来天气的方法。和一般用天气学方法、并结合经验制作出来的天气预报不同，这种预报是定量和客观的预报。预报所用或所根据的方程组和大气动力学中所用的方程组相同，即由连续方程、热力学方程、水汽方程、状态方程和3个运动方程(见大气动力方程)所构成的方程组。方程组中,含有7个预报量（速度沿x，y，z三个方向的分量u,v,w和温度T,气压p，空气密度ρ以及比湿q）和7个预报方程。方程组中的粘性力F,非绝热加热量Q 和水汽量S,一般都当作时间、空间和这7个预报量的函数，这样，预报量的数目和方程的数目相同，因而方程组是闭合的。

什么是数值天气预报？

请问你是什么意思？准确率吗？

天气图是传统天气预报主要方法

所谓天气图就是标有同一时间、不同地点天气现象和气象要素的地图。天气图分地面、高空两大类。从天气图上可一目了然地年看到天气系统和天气的分布，知道冷空气、暖空气在哪里，哪里刮风下雨、哪里天气晴好。连续分析不同时刻天气图，就知道天气系统的移向移速，从而判断本地未来受什么天气系统影响，会出现什么天气。

数值天气预报是现代天气预报的主要方法

20世纪80年代以来，随着遥感、计算技术和气象卫星资料的广泛应用，世界天气预报出现了新的飞跃，传统的天气图已被数值天气预报取代。所谓数值天气预报应用7个流体力学、热力学微分议程来描述大气运动规律，7个议程中含有7个未知数--最高气温、最低气温、降水量、湿度、气压、风向、风速，通过大型高速计算机求解方程组，获得未来7个未知数的时空分析，即未来天气分布。世界上有30多个国家开展数值预报业务，发达国家建立了全球和有限区域两种预报模式，计算机最高运行速度40亿次／秒。全还应数值预报模式垂直分层超过30层，水平分辨率60公里，预报可用时效中高纬10天，低纬5天。有限区域预报模式水平分辨率15公里，美国、德国可达2公里。

我国的数值预报曾经长期使用EC.T639等欧美国家产品 近年自主研发的GRAPES_GFS系统投入使用

在中国，1982年开展数值预报业务，每天制作北半球三天形势预报。1995年引进美国的Cray巨型计算机（峰值运算速度20亿次／秒）每天制作全球七天形势预报。19年起每天制作全球十天形势预报。目前全球预报水平分辨率120公里，有限区域预报水平分辨率55公里。我国气象体制分成五级：中国气象局、大区气象局、省级气象局、市级气象局和县级气象局，全国气象部门共有6万多人。与发达国家相比，我国气象事业的主要差距是：

1、资料同化系统落后，气象卫星、商用飞机和天气雷达的资料尚未进入数值预报系统。天气雷达定量测定降水尚未开展，卫星云图还停留在看图识字水平上。

2、数值预报产品释用尚未形成业务。

3、天气预报重复劳动严重，主要原因是国家中心和省级气象台指导产品少、质量不高，指导不到位。下级台站为了服务，只能独立地制作长、中、短天气预报。

挪威气象学家维·比扬克尼斯首次尝试把天气预报问题变成数学问题，由于工作十分艰巨，没能实现。后来，英国数学家里查逊组织人力，花了九牛二虎之力才算出24小时的预报。由于计算过于简单，效果也不好。里查逊说，如果要同天气“比赛”，每天大约要几万人日夜不停地计算才行。从此，就再没有人去用数学来求解计算了。

电子计算机出现了，计算速度真神。几万人一天的工作量，用电子计算机来计算，只要几分钟就解决问题啦。从此，气象学家越来越完善了预报方程。在方程中，既考虑到大陆，也考虑到海洋；不仅考虑到平原、高山，还考虑到高空。20世纪50年代起，气象学家实现了一种新型的预报方法——数值天气预报。它完全由电子计算机计算作出预报。它既可以测算未来12小时、24小时、48小时的短期天气，也可以预报5天、10天、15天的中期天气。气象学家甚至利用新发现的大气中的一种特长的慢波，通过精密计算预报未来一个月、两个月、三个月甚至更长时间的天气。

华沙大学的波兰科学家在进行国际气象规划的研究工作中，为近500年天气异常性规律的预测，研制了一种数学模拟器。根据气象学家近200年积累的大量气象学资料和所取得的研究成果，他们进行了大量的研究和运算，并揭示了有规律的温度变更和降水变更量，其中温度周期数为11年、22年、90年和220年；降水量变更周期为11年、22年、75年和230年。这些周期数与太阳运动情况密切相关。他们作出了未来500年的气候预报(只适应于东欧各国)；最冷的冬天在2001年、2504年、2247年和2492年；特别温暖的冬天是2151年和2360年。最酷热的夏天在2027年、2138年、2218年、2398年和2478年；凉夏在19年、2078年、2168年、2257年、2347年和2435年。近100年内降雨量最多的年份是在1998年。