GRAPES陆-气单向反馈模式在淮河流域的一次试验

摘要

利用数值预报的定量降水预报产品驱动水文模型,不仅能够为水文模型提供所需要的相关空间描述,而且能够提供未来时刻降水演变信息。本文尝试将中国气象局自主研发的GRAPES模式与广泛应用于我国洪水预报的新安江模型结合,构建GRAPES陆-气单向耦合模式,选择洪涝易发的淮河流域2009年汛期的一次洪水过程,洪水时间:2009年8月28日08:00(北京时,下同)到9月9日14:00,进行实际预报试验。选取分辨率为1o×1o的美国NCEP,全球预报场作为初始场和侧边界条件,驱动GRAPES_Meso模式,GRAPES覆盖区域为9.5o～54.5oN、84o～144oE,模式水平分辨率15km×15km,垂直分辨率为31层,时间分辨率为6h,预报时长为60 h.新安江模型的输出时间间隔与GRAPES_Meso模式时间分辨率相同,为6 h,预报时长为60h,从2009年8月28日08:00至9月9日14:00进行连续12d的滚动预报。GRAPES陆-气单向反馈模式选取NCEP、观测降水和实测流量资料,以每天08:00开始积分计算。并以水文预报规范中的洪水预报的预见期、确定性系数、洪峰误差、洪量误差,峰现时间误差等水文要素来检验,来评估GRAPES陆-气单向反馈模式的洪水预报精度,以及模式对洪水预报的预见期的延长效果。结果表明:15km×15km的GRAPES模式预报降水与实况降水分布相一致;与水文站观测降水驱动水文模型洪水模拟结果相比,GRAPES陆-气单向反馈模式对洪水预报的预见期延长效果明显,对洪水模拟精度也较高。同时,由于GRAPES模式对某些时段对降雨落区的预报还不十分准确,致使水文模型进行水文模拟时出现模拟流量偏大或是偏小,这也证明GRAPES模式预报精度还有待提高。国内外已有研究表明,考虑了陆面水文模型的反馈后,数值模式能够改进降雨的预报。因此,GRAPES模式内需考虑能够模拟完整水文循环的陆-气双向反馈,这样不仅能够延长洪水预报的预见期和改善提高预报精度,还能够改善降雨预报的精度。