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预测海温强迫下的月动力延伸集合预报试验

王秋良  关吉平  雷博  符昊  
【摘要】:对海表温度(SST)资料,利用具有季节循环的基本气候态滤掉年信号,然后对全球(南北纬60度之间)的SST距平进行EOF分解,保留前15个模态,各模态的时间系数进行Kalman滤波和预测,根据kalman滤波所得到的各模态时间权重系数的最佳估计,和EOF分解的空间模态一起进行重构,得到预测的SST距平场,加上基本气候态从而得到预测的SST。对海温统计预报结果的相关系数检验以及Nino3.4区海表温度距平(SSTA)的检验表明,预测模型对每次ElNino事件和LaNina事件都有较好的反映,第一个预报月Nino3.4区SSTA符号一致率为0.88,相关系数为0.93,达到0.05的显著性水平;第二个预报月Nino3.4区SSTA符号一致率为0.80,相关系数为0.82,也达到0.05的显著性水平,这种方法对未来1-2个月的月平均SST预报能力较强。月动力延伸期预报不仅受初值影响,外强迫也是重要的因子,海表温度是外强迫中的关键要素。海温异常对月尺度内环流的演变有着显著的影响,分别采用统计模型预报的海温场和气候态海温强迫T106模式进行月动力延伸期预报试验。根据中期集合预报系统建立了月动力延伸集合预报系统,集合方法采用繁殖增长模方法(BGM),进行了大量的月动力延伸集合数值试验个例,每个个例进行两组试验,一组采用气候态海温作为强迫,称为CSST试验,另一组采用统计模型预报的海温场作为强迫,称为FSST试验,每组试验的初值相同,1个控制试验,7对繁殖增长模的扰动试验,共15个成员。同时,把两组试验也进行集合,即30个成员的集合,既有初的值集合,也有边值的集合。试验结果表明:模拟的全球月平均500hPa位势高度场距平相关系数接近0.45,总体上,采用预报海温与采用气候态海温强迫的月动力延伸期集合预报水平相当,但是30个成员的集合相对于两组试验而言其预报技巧略高;不管是冬季还是夏季,模式对中高纬度的槽脊位置模拟比较成功。对两组试验月平均ACC差异最大的两个试验个例分析,结果表明,改变下垫面SST对第二旬的影响最大,即大约从积分10天以后大气对SSTA强迫开始响应。

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