欧洲中期天气预报中心2016年进展回顾

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	欧洲中期天气预报中心2016年进展回顾
	刘燕飞
	2017-09-15
所属快报	地球科学快报
出版年	2017
期	18
语种	中文
领域	地球科学
栏目	战略规划与政策
中文关键词	天气预报 ; 进展 ; 回顾
中文摘要	2017年8月7日，欧洲中期天气预报中心（ECMWF）发布《ECMWF年度报告2016》（ECMWF Annual Report 2016），回顾了2016年ECMWF在天气科学、全球预报和高性能运算等方面的进展，指出2016年ECMWF预报系统升级的亮点包括实现突破性的分辨率升级，以及引入动态海冰和更精细的海洋分辨率，而以上进展得益于其可扩展计划的实施、超算能力的升级以及与成员国的合作。本文就报告中ECMWF在推进天气科学、全球预报和高性能运算3方面的主要进展进行整理，以供参考。
情报分析_信息来源性质	科学组织
情报分析_信息来源机构	欧洲中期天气预报中心（ECMWF）
情报分析_机构类别	科学组织
情报分析_信息来源国家	欧洲
情报分析_信息类别	战略规划与政策
情报分析_研究主题	天气预报进展回顾
情报分析_研究内容	1 天气科学为了保持预测水平的持续提升，ECMWF对数值天气预报的各个方面进行了世界领先的研究，并将研究结果纳入天气预报业务系统中，其中与空间机构、国家气象部门和全球研究机构的合作是这一研究工作的关键因素。2016年ECMWF在以下5个领域取得了关键进展：（1）微波卫星数据全天同化（All-sky Assimilation）取得明显进展。相对于观测系统的其他部分，微波辐射对水汽、云和降水更加敏感，其对ECMWF预报的影响多年来一直稳步增长。与晴空同化（Clear-sky Assimilation）相比，全天同化大大提升了微波辐射对预报性能的影响，例如对南半球微波湿度探空观测进行天空同化后，预报范围可扩大约45分钟，而进行全天同化可以扩大约1.5小时。（2）发展耦合的大气—海洋数据同化系统（CERA），生成全新的20世纪全球气候再分析数据（CERA-20C），将大气再分析能力扩展到海洋和海冰，成为首个由10个集合成员得到并提供20世纪完整高度和参数的再分析资料。（3）雷电参数化研究为新的闪电预报产品提供可能。ECMWF科学家开发了新的实验方法来预测闪电密度，可能应用包括集成预报系统（IFS）中的高分辨率（HRES）闪电预报和集成（ENS）闪电预报。新方法经过了卫星雷达气候学的校准和验证。该研究正继续开发一种关注闪电云对地分量的方法，最终将同化地面传感器网络和新一代地球静止卫星的闪电观测数据，预计该同化方法将为热带和副热带对流区域的预报带来益处。（4）开发辐射方案以提升计算准确性和改进计算性能。ECMWF科学家开发出新辐射方案ecRad。在总体计算成本不变的情况下，通过更频繁地调用辐射方案来提高预测水平，速度比以前的方案提升31％。此外，改进的随机云生成器在大气加热速率下能够产生更少的噪声。（5）通过降低计算精度换取计算效率的提高。ECMWF科学家们研究在集成预报系统中使用单精度计算（32位）替换了传统的双精度计算（64位）。试验结果显示，在进行了必要的调整后，在低分辨率下单精度计算的预测效率提高约40%，而预测质量与双精度计算相当。 2 全球预报 2016年ECMWF在预报系统进行了两项重要升级，一是综合预报系统采用了八面体网格，实现了突破性的分辨率升级，使高分辨率预报分辨率从16 km提高到了9km，15天集合预报分辨率从36 km提高到18 km。二是在海洋模块中引入动态海冰和更精细的分辨率。 3 高性能运算 ECMWF可扩展性计划在提高计算机代码的效率和可扩展性方面取得了实质性进展。升级后的计算设备为ECMWF及其合作伙伴进行科学研究和测试硬件系统提供了平台。ECMWF升级了其超级计算机Cray，使系统处理器核心增加了50%，内存增加了一倍。另外，新的高性能运算架构的潜力利用是可扩展性计划的挑战之一。ECMWF构建了两个图形处理单元（GPU）集群，提供对当前领先架构的访问，并允许成员国研究人员在其上面运行综合预测系统组件。
原文题名	ECMWF Annual Report 2016
原文链接	查看原文
文献类型	快报文章
条目标识符	http://119.78.100.173/C666/handle/2XK7JSWQ/180760
专题	地球科学
推荐引用方式 GB/T 7714	刘燕飞. 欧洲中期天气预报中心2016年进展回顾. 2017.