平流层大气中期数值天气预报水平的初步分析

摘要

本文采用NCEP/NCAR逐6小时再分析资料，对一年的(2008年10月14日～2009年10月13日)NOAA/NCEP全球预报系统(GFS)每日4次的逐3小时的180小时(位势高度场、温度场、uv风场)的预报结果进行全年和分季节评估。分析NOAA/NCEP全球预报系统(GFS)在下平流层(100～10hPa)的预报效果。因为再分析资料在平流层以上可信度检验较少，所以我们首先利用2003-2008年全球169个探空站一日两次的探空资料，检验NCEP/NCAR逐6小时再分析资料，研究全球(主要是陆地地区)范围在上对流层到下平流层(500～30hPa)各层位势高度、温度和uv风场全年及各季节的不确定性分布特征。
　　 第一部分利用全球探空资料对NCEP/NCAR再分析资料进行检验。结果表明：
　　 在北半球陆地地区再分析资料与探空资料有较好的一致性。但再分析风场资料在急流区有很强的不确定性，并有明显的季节分布差异；再分析位势高度、温度场标准误差高值区主要集中在印度洋沿岸，受平均偏差影响；位势高度和温度场标准误差、风场平均误差高值区呈沿海岸线分布，主要受探空站分布影响。由于美国的公益业务机构服务产品主要定位于服务本土，所以再分析资料在北美地区表现相对好于其它陆地地区。
　　 第二部分我们利用再分析资料对NOAA/NCEP全球预报系统(GFS)一年的位势高度、温度和uv风场在100～10hPa的业务预报结果进行全年和分季节检验。结果表明：
　　 风场预报结果在10hPa仍有很高的参考价值，但在急流区预报结果需要特别注意；高度场在70hPa以上参考价值不大，并且表现出很强的波动性；温度场在20hPa以上参考价值不大。风场和温度场误差分布相似，高值区主要集中在整个赤道地区和20～10hPa的高层；高度场误差高值区主要集中在南半球以及南北极区20～10hPa。预报结果海陆差异非常明显；在北半球陆地地区预报效果较好，并且可用的预报时次在144小时以上。所以在北半球陆地地区的预报结果可以作为临近空间飞行器的气象提供参考。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究的目的和意义

1.2论文内容安排

第二章NCEP业务模式和资料

2.1 NCEP全球预报系统(GFS)

2.2所用资料

第三章上对流层到下平流层NCEP/NCAR再分析资料的不确定性分析

3.1资料及方法介绍

3.1.1资料

3.1.2方法介绍

3.2再分析资料各要素场的不确定性分析

3.2.1再分析位势高度场不确定性分析

3.2.2再分析温度场不确定性分析

3.2.3再分析风速场不确定性分析

3.3本章小结

第四章美国NCEP业务预报模式下平流层预报水平的评估

4.1标准误差分析

4.1.1各要素场各层整体预报效果：

4.1.2纬向平均分布

4.1.3各要素场在二维空间上的检验效果

4.2距平相关系数分析

4.3本章小结

第五章总结与展望

5.1工作总结

5.2本文创新点

5.3工作展望

参考文献

致谢