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徐道生: 作品数：31 被引量：146H指数：10; 供职机构：中国气象局广州热带海洋气象研究所更多>>; 发文基金：广东省科技计划工业攻关项目国家自然科学基金公益性行业(气象)科研专项更多>>; 相关领域：天文地球自动化与计算机技术交通运输工程建筑科学更多>>

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对流参数化方案的改进对GRAPES模式台风预报的影响研究被引量：16: 2014年; 将由NCEP改进之后的SAS(Simplified Arakawa-Shubert Scheme)对流参数化方案(NSAS方案)应用到GRAPES模式中,并对"启德"台风进行模拟,通过和原来SAS方案的预报结果进行比较,发现新方案对台风路径预报有显著改进。通过对NSAS方案中几个新增加的因素进行敏感性试验,发现其中对由于对流引发的扰动气压场如何影响动量输送这个问题的处理使得台风路径预报效果变差,采用动量的水平混合代替风场切变来对扰动气压场进行参数化以后,可有效改进该方案的预报效果。考虑动量的水平混合系数随高度变化可进一步改善预报结果。通过比较多个台风的预报结果发现,这种改进对台风路径预报的改进较稳定。; 徐道生陈子通戴光丰钟水新杨兆礼; 关键词：对流参数化 SAS 台风

雷达反演资料的Nudging同化对华南暴雨过程短临预报的影响被引量：13: 2019年; 基于1 km分辨率的华南区域短临预报模式,利用松弛逼近法Nudging同化由雷达观测反演的风场和水物质,选取两次华南前汛期降水过程进行试验,目的在于研究调整初始风场和调整初始水物质场对于短临模式降水预报的不同影响。首先对反演结果进行了初步验证,结果表明试验中反演结果是基本合理的。进而将雷达反演结果 Nudging同化到模式预报中,和控制试验(test-ctl)进行比较可以看出:(1)仅Nudging同化水物质试验(test-qcqr)可以比较有效地改进0~7 h降水预报,特别是对于0~2 h降水偏少的现象改进最为显著。(2)仅Nudging同化风场试验(test-uv)对3~7 h预报有一定的改进,但总体来说改进的幅度很小。(3)同时Nudging同化水物质及风场试验(test-qcqr-uv)的结果最优,它对于0~10 h降水预报都有比较明显的改进。从微物理量的垂直分布来看,前期模式降水主要来源于Nudging同化到初始场中的水物质信息,所以test-qcqr和test-qcqr-uv对前期降水预报的改进都比较明显。Nudging同化雷达反演风场资料可以迅速的调整初始场中低层辐合线存在的偏差,但是它对降水的影响必须配合水物质的调整才能比较明显地体现出来。总的来说,Nudging同化水物质对于短临降水预报影响最为显著,而在此基础上Nudging同化雷达风场对于3 h之后的降水预报会有更好的改进。; 张兰徐道生胡东明张宇飞李怀宇梁之彦田聪聪; 关键词：雷达反演

模式动力过程与物理过程耦合及其对台风预报的影响研究被引量：10: 2016年; 中国南海台风模式是基于GRAPES的热带中尺度模式,采用半隐半拉格朗日时间差分方案,借助Helmholtz方程进行隐式求解,然后计算物理过程,并把各物理量反馈到动力预报场,实现动力过程与物理过程耦合。为了探讨耦合方案对预报精度的影响,在原方案的基础上,设计了新的技术方案,主要包括两项技术改进。其一是考虑温度、水汽的物理反馈对气压场影响,将间接导出的气压反馈值返回动力场;其二是在第一项技术改进的基础上,将物理反馈值作为模式Helmholtz方程的右端项参与隐式求解,物理反馈在动力约束条件下实现与动力过程耦合。针对新方案对台风路径预报的影响开展个例和批量试验研究。个例试验研究表明,新方案明显地提高了台风预报水平,特别是提高了移动速度的预报准确率;2013年批量试验结果分析,如文中给出的台风路径预报、等压要素预报准确率对比分析,说明新技术方案整体提高模式预报精度。; 陈子通戴光丰罗秋红钟水新张艳霞徐道生黄燕燕; 关键词：台风物理过程

华南区域高分辨率模式中不同雷达回波反演技术方案的比较试验被引量：8: 2016年; 结合一次比较典型的华南前汛期暴雨过程,对目前常用的几种雷达回波反演技术进行比较,试图得到一种适用于华南区域高分辨率模式的技术方案。首先比较了两种不同的水凝物反演技术对短期降水预报的影响,发现基于暖雨假设构造的经验公式反演得到的云微物理量进行Nudging以后预报降水比实况偏弱,而利用LAPS系统可以反演出高层的固态粒子,这些云粒子通过冰相过程可以产生强度与实况相当的降水。仅仅引入初始场的凝结物只对第一小时降水预报改进比较明显。通过对两种不同的水汽反演技术进行比较,发现1D+3D方法反演得到的水汽场并不适用于高分辨率模式,按该方法调整初始场水汽之后反而导致降水预报效果变差,而根据雷达回波调整水汽饱和的方法却可以有效提高前6小时的降水评分,这种改进主要来自降水漏报现象的减少。总体来说,结合利用LAPS系统反演云物理量以及水汽饱和调整方法是一套比较适合华南区域高分辨率模式的技术路线。; 徐道生张艳霞张诚忠钟水新戴光丰陈子通; 关键词：雷达回波反演云微物理水汽

热带高分辨率模式(TRAMS-V3.0)技术方案及其系统预报性能被引量：14: 2020年; 在原模式版本TRAMS-V2.0的基础上,通过对三维静力参考大气、拉格朗日矢量投影、云降水物理和辐射等技术方案进行改进,并且针对高分辨率模式易产生强垂直运动和小尺度扰动等问题,引入水平扩散、垂直运动耗散等技术方案,同时优化模式动力物理过程各功能块的调用方式和一些技术参数,最终形成适合热带高分辨率的模式版本TRAMS-V3.0。批量测试表明,新版模式TRAMS-V3.0的预报性能明显优于TRAMS-V2.0,新版模式不仅对形势场和地面要素的预报误差较小,而且各量级降水预报的准确率也比较高,如48小时2 m温度预报RMS由原来的2.4℃降低为1.8℃,晴雨48小时预报准确率由原来的0.736提高到0.810等。基于TRAMS-V3.0建立的预报系统,实时业务应用中展现了系统在晴雨、暴雨、地面要素等方面预报的优势。并针对暴雨空漏报等问题进行了初步的分析,提出下一步技术改进的设想。; 陈子通徐道生戴光丰张艳霞钟水新黄燕燕; 关键词：热带高分辨率暴雨

高阶精度有限差分方案下的非跳点网格试验:基于浅水波方程: 2021年; 非跳点网格在模式动力—物理过程的耦合方面具有独特的优势,但是由于二阶精度差分方案下非跳点网格频散误差较大而很少被使用于数值天气预报模式。随着近年来数值模式计算精度的不断提高,非跳点网格在频散关系方面的计算误差是否会发生变化还有待研究。本文在高阶精度差分格式下通过浅水波方程对跳点网格和非跳点网格的频散关系进行理论分析和数值试验,主要得到以下结论:(1)在低波数区跳点网格的频散关系基本不随计算精度的提高而变化,但是非跳点网格下的频散关系则随着计算精度的提高而更加接近真实解。在四阶精度下,非跳点网格的频散关系已经非常接近跳点网格。(2)差分精度提高以后,在高波数区非跳点网格仍然存在频率极大值,而且极值中心随着计算精度的提高而逐渐向更高波数区移动。跳点网格在计算精度提高以后高波数区的频率仍然随波数单调增加,且更接近真实解。(3)在高阶精度非跳点网格模拟试验的基础上,结合高阶扩散项对高频短波进行滤除,可以得到与二阶精度跳点网格相接近的模拟结果。总之,在高阶精度有限差分方案下利用非跳点网格构造模式动力框架是一种比较可行的做法。; 徐道生陈德辉吴凯昕; 关键词：高阶精度有限差分浅水波方程

IAU-Replay初始化方法在华南暖区暴雨模拟中的应用研究: 2023年; 基于TRAMS(Tropical Regional Atmospheric Model System)区域模式和ECMWF(European Centre for Medium-range Weather Forecasting)全球分析场资料,对一次华南暖区暴雨过程进行IAU-Replay模拟试验。由于本次个例模拟试验的分析时刻ECMWF分析场和TRAMS模式正好处于比较协调的状态,直接使用全球分析场进行冷启动也不会激发虚假高频短波,因此IAU-Replay方法对于模拟结果的初始平衡性影响较小。从动力场和水物质场的对比可以发现,IAU-Replay方法通过提前启动模式有效避免了Spin-up过程的影响,这对于降水预报具有明显的改进效果。对IAU-Replay中不同预热时间的敏感性进行测试,发现当预热时间从6 h延长至12 h后模式可以更加合理地模拟出与对流系统中直接相关的中小尺度信息,从而使降水预报效果更接近实况。连续一周的预报结果评估进一步验证了IAU-Replay技术的有效性。; 陈浩伟徐道生高翠翠乐迁刘涛张邦林; 关键词：暖区暴雨 SPIN-UP

不同水汽分析场对一次华南前汛期暴雨预报的影响分析被引量：6: 2016年; 利用华南高分辨率模式分析了不同水汽分析场对一次华南前汛期暴雨模式预报效果的影响。分别使用来自NCEP-GFS(Global forecast system)和ECMWF-IFS(Integrated forecast system)两个不同预报系统提供的分析场进行模拟发现,使用IFS模式提供的初始场进行预报能够得到更为合理的降水预报效果,并发现初值中850 hPa高度以下的水汽对本次过程的降水预报结果具有显著影响。由于在华南地区两种初始场内低层的水汽分布存在较大差异,导致了模式预报过程中出现了不同的降水发生机制,最终导致降水预报出现明显的偏差。在GFS分析场的基础上,进一步利用GRAPES-3DVar系统对常规观测资料进行再次同化,发现同化对本次降水过程的前期预报有改进,但是对24 h累计降水的预报改进并不明显。; 徐道生张艳霞陈子通戴光丰钟水新; 关键词：初始场水汽同化

非均匀分层下的二阶精度垂直差分方案及其在GRAPES模式中的应用被引量：4: 2020年; 在非均匀分层下,目前GRAPES(Global/Regional Assimilation and Prediction System)模式中使用的垂直差分方案只能达到一阶精度。本文设计了一种适用于非均匀分层的二阶精度垂直差分方案,并将它应用于改进GRAPES模式动力框架的垂直离散化过程。一维廓线理想试验结果表明:二阶精度方案可以减少差分计算误差,而这种改进的幅度相对于差分计算本身引起的误差来说仍然是比较小的。通过密度流试验对修改后的模式动力框架进行测试,结果表明二阶方案可以保持模式动力框架的准确性和稳定性。进一步利用实际资料开展批量测试,发现二阶方案可以降低模式高空要素场的预报误差,而且这种改进随着预报时间的延长变得更为明显。最后选择一次典型的华南暴雨过程进行模拟,同样发现二阶精度方案对于48小时之后的降水会有一定程度的改进。; 徐道生陈德辉; 关键词：二阶精度 GRAPES模式

中国南海台风模式(TRAMS-v2.0)技术特点及其预报性能被引量：23: 2016年; 中国南海台风模式（TRAMS）是基于GRAPES的非静力中尺度模式，采用半隐半拉格朗日时间差分方案，借助Helmholtz方程进行隐式求解，并在原模式的基础上，采用三维静力参考大气、非线性项分步计算、物理过程倾向隐式处理及与动力过程耦合等技术，形成新的模式动力过程计算方案。模式物理过程主要包括：长短波辐射、云微物理、湍流和深浅对流和海陆面等下垫面参数化方案，新版南海台风模式重点研发了海陆面参数化方案（SMS方案），改进了积云参数化方案（NSAS方案），并且引入地形重力波拖曳参数化方案（KA95方案）。预报模式的覆盖范围：81～161°E，0～51°N。水平格距为0．18°，垂直方向分65层，时间积分步长为100S。2015年批量试验结果表明，新版南海台风模式预报性能稳定，误差较小，与EC全球模式同样本比较，发现短时效（如0～24h）两模式台风路径预报误差水平基本相当，而较长时效（如48～72h），南海台风模式的预报误差小于EC全球模式，具备较好的业务应用价值。; 陈子通戴光丰钟水新黄燕燕张艳霞徐道生李梦婕; 关键词：台风

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