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摘要：本发明属于数值预报技术领域，公开了一种GRAPES‑REPS区域集合预报方法及系统，GRAPES‑REPS区域集合预报方法包括：0.1度水平分辨率GRAEPS‑REPS集合预报试验参数及模式确定；GRAPES‑REPS侧边界扰动构建；中国GRAPES‑REPS区域集合预报业务化系统构建。本发明改进ETKF初值扰动方案并优化测边界扰动不确定性方案，提升预报系统离散度及区域集合预报系统性能，从而满足中国区域集合预报系统业务化应用需求，有针对性地制作和提供天气预报服务。本发明为中国各级气象台提供不同层次、不同预报时效的1h间隔集合预报产品，为天气预报提供指导和参考，便于模式开发者提高集合预报系统性能。

主权项：1.一种GRAPES-REPS区域集合预报系统，其特征在于，所述GRAPES-REPS区域集合预报系统包括：背景资料预处理模块，用于进行GRAPES-REPS背景场资料处理；GRAPES-REPS的背景场资料处理分为控制预报背景场资料处理和基于GRAPES-GEPS的扰动成员背景场资料处理；其中，所述控制预报背景场资料处理使用GRAPES-3km同样的全球模式资料，即全球0.5°GRIB2格式资料，处理得到初步的控制预报初始场和侧边界条件，为控制预报台风涡旋重定位和侧边界扰动构建提供输入数据；所述扰动成员背景场资料处理，基于GRAPES-GEPS提供的集合背景场资料，即全球集合预报0.5°GRIB2格式资料，处理得到初步的15组扰动成员预报初始场和侧边界条件，为侧边界扰动构建提供输入数据；其中，所述扰动成员包括GEPS控制预报；侧边界扰动构建模块，用于进行控制预报和集合预报成员侧边界扰动构建；基于GRAPES-MESO-3km的全球模式背景场数据产生GRAPES-REPS控制预报侧边界条件，利用GRAPES-GEPS全球集合预报背景场资料产生集合扰动成员侧边界扰动量，并叠加到控制预报侧边界条件上，获得集合预报扰动成员侧边界；初值扰动模块，用于进行集合卡尔曼滤波变换ETKF初值扰动；使用GRAPES-REPS区域集合预报前一个时次的6h预报场，当前预报时次的模拟观测数据，模拟观测站点信息以及当前预报时次的GRAPES-REPS控制预报的模式初值，构建分析扰动场，生成14个扰动成员的扰动初始场，为扰动成员台风涡旋重定位提供输入数据；台风涡旋重定位模块，用于进行台风涡旋条件重定位；GRAPES-REPS的台风涡旋重定位方案通过检索台风报文、计算模式分析场台风涡旋中心和观测台风涡旋中心的距离是否大于0.15度阈值，对预报初始场进行修正；控制预报的台风涡旋重定位方案在控制预报背景场资料处理之后执行，为控制预报模式积分提供初始场，并提供更为合理的控制预报模式初值给集合卡尔曼滤波初值扰动模块；扰动成员的台风涡旋重定位方案则设计在集合卡尔曼滤波初值扰动之后，在ETKF提供的合理扰动初始场的基础上，对预报初始场进行修正，为扰动成员模式积分提供更合理的扰动初始场；云分析模块，用于进行集合预报成员云分析，生成云水资料，为控制预报和14个扰动成员的模式积分提供云分析数据；综合各国多普勒天气雷达三维格点拼图资料、风云静止气象卫星亮温和模式背景场资料信息，根据云热力动力学原理及观测试验经验关系，对云的信息进行分析，应用到模式预报前期改善模式降水预报效果；预报积分控制模块，用于利用0.1°分辨率GRAPES-MESOv4.3模式、前面步骤得到的控制预报初始场和侧边界条件进行84hr积分，得到控制预报积分结果；输入数据为0.1°控制预报初值和侧边界条件，输出为84hr预报时效内逐1hr预报结果，输出结果存储于曙光高性能计算机的文件系统中；扰动成员模式积分模块，用于进行模式扰动参数生成及14个扰动成员模式积分；生成14个扰动成员SPPT模式扰动方案所需的随机种子、扰动量大小、随机扰动截断波数、失相关时间系数，利用加入GRAPES-MESO模式中的模式扰动SPPT模式运行程序，完成14个扰动成员的84hr积分，得到14个扰动成员预报结果；输入数据为14个扰动成员初始场、随机种子、扰动量大小、随机扰动截断波数、失相关时间系数在内的参数，输出为84hr预报时效内逐1hr预报结果，输出结果存储于曙光高性能计算机的文件系统中；积分数据处理模块，用于进行集合预报积分数据统一后处理；通过控制文件规定需要输出的要素和层次，模式面的模式变量输出经过统一后处理模块生成GRIB2格式的输出结果，其中包含等压面变量、模式面变量和全部诊断变量，该处理过程在某一时次集合预报结果生成后立即开启，为产品后处理提供及时的GRIB2数据；集合预报产品后处理模块，用于利用统一后处理得到的GRIB2格式集合预报结果，生成业务集合预报产品；常规集合预报产品模块将生成集合预报箱线图数据、台风路径集合预报数据以及MICAPS格式数据；设计系统合理的启动时间节点，实现自动化业务运行；进行集合预报产品传送流程设计，实现集合预报产品传送至中央气象台；其中，所述产品内容包括：集合平均、集合离散度、集合最大最小值、集合分位数、众数和概率。

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百度查询： 中国气象局地球系统数值预报中心 南京信息工程大学 北京城市气象研究院 GRAPES-REPS区域集合预报方法及系统