CMA-GFS V4.0模式关键技术研发和业务化

作者：张进; 孙健^*; 沈学顺; 苏勇; 马占山; 井浩; 刘奇俊; 张红亮; 蒋沁谷; 陈峰峰; 李喆; 金之雁; 伍湘君; 梁妙玲; 刘琨

来源：应用气象学报, 2023, 34(05): 513-526.

• CMA-GFS
• 云微物理
• 对流参数化
• 质量守恒修正
• 参考廓线

针对CMA-GFS V3.3强降水预报偏弱、西北太平洋副热带高压等天气系统预报衰减偏快以及模式计算效率偏低等问题,对模式物理过程与动力框架关键技术开展研发改进。在预报性能方面,通过在云微物理方案中增加霰粒子相关的微物理过程、调整蒸发速率,并在积云对流方案中改进触发条件、卷入率、准平衡闭合假定等关键因子的参数化方法,缓解模式强降水预报不足和小雨过多的问题;采用质量守恒修正算法解决模式长时间积分质量损失问题,改善天气形势预报。在计算效率方面,研制二维参考廓线方案延长模式积分时间步长,开发预条件经典斯蒂菲尔迭代(PCSI)算法提高Helmholtz方程的求解效率,对辐射方案、预估-修正算法等进行计算效率优化。通过上述关键技术的研发和应用,CMA-GFS在降水和天气形势方面的预报技巧得到显著提升,计算效率提高1/3左右,满足模式在0.125°分辨率下业务运行的时效要求,为CMA-GFS V3.3升级到V4.0奠定了基础。

• 单位
  中国气象科学研究院; 灾害天气国家重点实验室