台风涡旋循环初始化方法及其在grapes-tcm中的应用

由于观测资料的缺乏，全球数值模式中台风涡旋一般较弱。但在区域数值模式中由于能使用更高的分辨率，采用适合台风的物理过程计算方案，因此区域模式中的台风涡旋能得到更好的发展。通常情况下，由于区域模式每次预报都使用全球模式的预报结果作为背景场，因此在区域模式中得到发展的台风涡旋并不能出现在下一次预报的初始场中。本研究结合bda和涡旋重定位方法，采用mc-3dvar技术将台风涡旋初始化与资料同化技术结合起来，提出了循环初始化技术。在该技术中，提取区域模式6h预报的台风涡旋周围的廓线资料，并根据台风观测位置将这些廓线资料平移到正确位置进行同化，从而使得台风涡旋在区域模式中得到循环发展。个例试验的结果表明循环初始化方案能更准确地刻画初始台风的强度和结构，相比控制试验，其初始台风强度更接近实况，结构更为合理，而且与观测更为接近，相应的，台风路径和强度预报也有很大的改善。对超强台风“蔷薇”的22次预报的总体结果表明，相对控制试验，循环初始化方案使得试验的总体路径预报距离误差从24h的113km降低到89km，从48h的188km降低到184km。另一方面，循环初始化方案对强度预报也有很大改善，24h中心气压均方根误差从控制试验的32hpa降到22hpa。2009年汛期开始，以循环初始化方案为基础的grapes-tcm投入准业务试验，在对2009年2、3、4和6号热带气旋的准业务运行的预报结果的分析表明，新的方案较之采用涡旋重定位的grapestcm业务系统在路径和强度预报能力方面均有较大改善。