模式参数不确定性在台风可预报性研究中的应用

Focusing on the typhoons originated in western North Pacific basin, this project aims at constructing a new targeted observation method only considering model parameter sensitivity based on ensemble forecasts. The most sensitive model parameterizations and parameters with respect to typhoon intensity forecast are expected to be identified by this method. And the effects of reducing the uncertainty from above model parameterizations and parameters to typhoon intensity forecast skill will be examined by hindcast experiments. Moreover, the sensitivity of both model initials and parameters will be compared for typical cases of different typhoon groups, in order to determine the order of priority for correction of these two parts. It is expected that all these work will be helpful for improving typhoon intensity forecasts.

本项目拟以西北太平洋台风可预报性研究为切入点，建立基于集合预报的、仅考虑模式参数敏感性的目标观测方法，识别导致台风强度预报误差的关键物理过程参数化方案、关键参数；并通过回报试验，考察上述敏感物理过程参数化方案、敏感参数在校正台风强度预报偏差中的有效性，进而探讨它们影响台风强度预报的可能机制。在此基础上针对不同类型台风的典型个例，分别确定初始扰动和参数扰动的目标观测敏感区并进行回报试验，比较初始值和参数值的不确定性对不同类型台风的强度预报的影响，以期甄别出在不同类型台风强度预报中应优先减小之不确定性来源，最终达到提高台风强度预报技巧的目的。

项目以西北太平洋台风强度可预报性为研究对象，利用集合预报、非线性强迫奇异向量、统计分析等方法，考察了模式边界层参数化方案的不确定性、模式整体的不确定性、海温的不确定性对不同强度变化型（增强型、减弱型、维持型）和不同路径类型（西行、西北行、转向）台风强度预报、尤其是快速增强过程的预报的影响。项目取得以下研究成果：（1）台风快速增强过程中强度预报的不确定性对台风大风区内边界层方案中水汽的变化更为敏感；（2）台风短期（24小时）强度预报不确定性对对流层中层内核区位温变化更为敏感；（3）台风中期（5天）强度预报不确定性对台风行进缓慢阶段、路径附近区域的海温变化更为敏感。因此，应该优先提高模式在上述区域对上述要素模拟的准确性、减小相应模式误差，以期提高台风强度预报技巧。