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首頁 本所概況 科研團隊 數值天氣預報

數值天氣預報團隊

團隊簡介

熱帶所數值預報團隊自70年代中期,協同中科院大氣所研制成我國第一個多層熱帶數值預報模式。在隨后的80、90年代,經歷了正壓模式、TL6(以及TL10)等模式的研究及業務運行。新世紀后,參與發展我國新一代數值預報系統GRAPES,對于該系統的發展,特別是促進其業務化進程做出了重要的貢獻。2012年3月,聯合廣東省氣象臺、深圳市氣象局、廣州氣象衛星地面站、氣候中心等多家單位,申報廣東省重點實驗室,在9月3日,廣東省數值天氣預報重點實驗室獲準立項。數值預報團隊包括模式業務小組、資料同化小組、模式診斷小組和模式釋用小組。模式業務小組從事模式動力框架、物理過程、模式系統的開發和改進;資料同化小組從事多種新型和常規觀測資料的同化方法研究;模式診斷小組從事模式技術與物理過程診斷分析,為模式改進提供線索;模式釋用小組從事模式應用產品開發與短時臨近預報技術研究。

資料同化小組從熱帶地區天氣特點和業務需求出發,就多源觀測資料的實時處理、篩選和質量控制,及同化等關鍵技術進行了系統的研究開發,實現了觀測資料在熱帶數值預報業務模式中的應用。在低緯度地區平衡方程、雷達風場同化、雷達水汽1D+3DVAR同化、云區衛星資料同化、臺風BOGUS同化、降水率同化、地面資料同化、GPS可降水資料同化、QuicSCAT風場同化等方面獲得了創新性的成果。在GRAPES-3DVAR框架內,有效地集成了增量數字濾波、Nuding雷達反演的云水雨水、臺風初始化等多項先進技術,逐時引入常規觀測與雷達、衛星等非常規觀測資料,建立了國內首個高時空分辨率的短期-短時同化預報業務系統(GRAPES_CHAF),快速更新分析結果,實時提供華南地區高頻滾動的精細分析和預報產品。提升了熱帶地區觀測資料同化能力,為提高華南地區數值天氣預報的精度發揮了重要作用。

 

目前資料同化團隊正在開展多尺度同化、集合卡曼濾波、流依賴的背景誤差協方差的構造等研究工作,準備打造新一代的同化業務系統。

模式業務小組率先在廣東實現GRAPES_meso業務運行,建立了南海臺風數值預報系統與華南中尺度預報系統,開發了快速滾動預報模式,并在其后通過不斷改進,預報性能逐年提高。優化業務模式配置、改進技術方案,開展熱帶海洋特色技術研究。對預報模式中的地形處理、垂直坐標、適應本地物理過程、物理對動力過程的反饋計算以及模式側邊界處理等提出了改進方案,同時開展適合南海邊界層技術方案、熱帶對流技術方案和水物質技術方案等研究,提高了模式的預報能力。

目前業務運行的中國南海臺風模式、華南中尺度模式已成為我國數值預報業務的重要組成部分,其產品具備較大業務應用價值,模式的形勢場預報和臺風路徑的預報穩步提高,降水預報、地面要素等也有較好的業務參考價值。

 

模式診斷小組和釋用小組是實驗室成立以來新建小組,診斷小組目的是有針對性的深入研究數值模式物理過程,發現物理過程的缺陷與不合理之處,為模式改進提供線索。目前重點針對模式邊界層過程和對流參數化過程進行研究。

模式釋用小組針對華南地區與梅雨鋒、熱帶季風及其它有組織發展中尺度天氣系統的對流現象開展應用基礎研究工作,采用診斷分析、模式模擬研究等方法,以了解這些有組織發展對流系統的結構、演變特征及相關暴雨、雷暴、強風、雷電等災害天氣現象的形成機制,發展預報技術。目前基于GRAPES模式開發短時臨近預報技術與預報產品。

 

近年承擔的主要課題

 

課題(項目)名稱 課題編號 批準立項單位 課題負責人 起止時間
熱帶環流系統的數值天氣預報技術研究 GYHY201206010 公益性行業項目 陳子通 2012-2015
FY-2衛星亮溫資料直接同化和模擬的業務開發 CMAGJ2012M36 中國氣象局氣象關鍵技術集成與應用項目 丁偉鈺 2012-2013
衛星資料在華南區域數值預報業務中的應用 GRMC2012Z02 中國氣象局華南區域氣象中心氣象科技攻關項目 丁偉鈺 2012-2013
華南前汛期暖區短時強降水特征分析及預報技術 GRMC2012M02 中國氣象局華南區域氣象中心科技攻關項目 胡勝 2012-2013
GRAPES區域模式物理過程改進對提高華南汛期強降水預報的研究 / 中國氣象科學研究院災害天氣國家重點實驗室2012年開放課題 鐘水新 2013-2014
適用于公里尺度分辨率的模式物理過程研究 2012BAC22B00 十二五科技支撐計劃 萬齊林 2012-2016
華南沿海季風槽強降水對流系統及其與大尺度環流相互作用 41275053 國家自然科學基金 蒙偉光 2013-2016
小數據集下的風電功率預測系統研制及其產業化 2012A032300013 廣東省重大科技專項 蔣德海 2012-2015
城市冠層模式的引入與優化對GRAPES陸面過程模擬的改進 IUMKY&UMRF201110 中國氣象局北京城市氣象研究所開放課題 蔣德海 2012-2014
“華南持續性暴雨中尺度特征診斷分析和預報技術研究”之專題 GYHY201106003 公益性行業專項 蒙偉光 2011-2013
GRAPES中尺度模式改進與升級 GYHY201006016 公益性行業專項 萬齊林 2010-2012
“中尺度災害天氣短時(2-12小時)預報技術研究”之專題 GYHY201006003 公益性行業專項 萬齊林 2010-2012
“短時0-6小時定量降水(雪)預報技術研究”之專題 GYHY201006001 公益性行業專項 黃燕燕 2010-2012
“超大城市群復雜下墊面邊界層過程及精細氣象預報關鍵技術研究”之專題 GYHY200906026 公益性行業專項 蒙偉光 2009-2012
“熱帶氣旋的遙感監測分析技術研究”之專題 GYHY200906002 公益性行業專項 丁偉鈺 2009-2012
“面向業務數值預報的重點資料關鍵應用技術研究” GYHY200806003 公益性行業專項 萬齊林 2008-2012
基于城市冠層模式優選和參數優化改進珠三角空氣質量模擬能力 41105006 國家自然科學基金 蔣德海 2012-2014
產生降水的華南前汛期暖區對流云結構特征研究 41075040 國家自然科學基金 張誠忠 2011-2013
多種觀測資料綜合反演中尺度對流系統云參數及其對數值模擬的影響 41075083 國家自然科學基金 丁偉鈺 2011-2013
基于雷達反射率的溫度濕度一維變分同化技術研究與應用 CMAGJ2011M36 中國氣象局氣象關鍵技術集成與應用 張誠忠 2011-2011
基于多資料平臺的粵北山區冰雹探測、預報和預警技術研究 2011A030200014 廣東省科技計劃 胡勝 2011-2013
基于城市冠層模式優選和參數優化改進珠三角空氣質量模擬能力 S2011040002251 廣東省自然科學基金 蔣德海 2011-2013

 


近年獲得的主要獎勵

 

獲獎名稱 等級 課題來源 成果名稱 主要獲獎人員
2012年廣州省科學技術獎 三等獎 中國氣象局項目 熱帶資料同化技術的 業務應用開發 丁偉鈺、萬齊林、陳子通、 張誠忠、黃燕燕、李昊睿、高郁東

近年發表的主要論文

  1. Y. Wang, Q. Wan, W. Meng,et al. Impacts of aerosols on weather and regional climate over the Pearl River Delta megacity area in China,2011,Atmospheric Chemistry and Physics,11:12421–12436。(通訊作者)
  2. Qilin Wan,Jianjun Xu,A numerical study of the rainstorm characteristics of the June 2005 flash flood with WRF/GSI data assimilation system over south-east China, HYDROLOGICAL PROCESSES,25, 1327–1341 (2011),Published online 8 October 2010 in Wiley Online Library (wileyonlinelibrary.com) DOI: 10.1002/hyp.7882。
  3. WAN Qi-lin,Jianjun XU. HE Jin-hai, IMPACTS OF ATOVS DATA ASSIMILATION ON PREDICTION OF A RAINSTORM OVER SOUTHEAST CHINA,Journal of Tropical Meteorology, 2009,15(02):155-161。
  4. 萬齊林、 薛紀善,曲率修正線性平衡方程及其在變分同化風壓約束中的應用,熱帶氣象學報,2007,23(5):417-423。
  5. Wan Qilin、Xue Jishan、Zhuang Shiyu,Study on the Variational Assimilation Technique for the Retrieval of Wind Fields from Doppler Radar Data,ACTA METEOROLOGICA SINICA,2006.20(1):1-19。
  6. Zhang Chengzhong,WanQilin,HuangYanyan,et al. Experiments on assimilation of initial values in numerical prediction of a warm-sector precipitation in south CHINA. Journal of Tropical Meteorology,2009,15(1):73-77.(收錄SCIE)
  7. Qilin Wan, JianjunXu, A numerical study of the rainstorm characteristics of the June 2005 flash flood with WRF/GSI data assimilation system over south-east China. HYDROLOGICAL PROCESSES, DOI:1002/hyp.7882 (SCI收錄).
  8. Weiyu Ding et al, MODIS Brightness Temperature Data Assimilation Under Cloudy Conditions: Methods And Ideal Tests, Journal of Tropical Meteorology, 2010,16(4):313-324.
  9. 黃燕燕等,BDA方案對臺風背景高溫天氣預報的改進,氣象學報,2010,68(1):102-113.
  10. 丁偉鈺等,有云條件下HIRS/3資料的同化及其對“珍珠”臺風的影響,氣象學報,2010,68(1):70-78.
  11. 李昊睿等,四維變分同化和集合平方根濾波聯合反演土壤濕度廓線的研究,大氣科學,2010,34(1):193-201.
  12. 陳子通等,快速更新循環同化預報系統的汛期試驗與分析,熱帶氣象學報,2010,26(1): 49-54.
  13. 陳子通等,GRAPES區域模式水汽平流方案的比較與改進,熱帶氣象學報,2010,26(1): 1-6.
  14. 丁偉鈺等,有云環境下MODIS亮溫資料的變分同化Ⅱ——對暴雨預報的影響,熱帶氣象學報,2010,26(1): 22-30.
  15. DING Wei-yu, WAN Qi-lin, HUANG Yan-yan et al. MODIS brightness temperature data assimilation under cloudy conditions II: Impacts on rainstorm forecasting. J. Trop. Meteor., 2011, 17(3): 221-230.
  16. 高郁東,萬齊林,何金海,三維變分同化雷達視風速的改進方案及其數值試驗.氣象學報, 2011,69(4):631-643.
  17. 萬齊林.海洋氣象觀測系統在熱帶氣旋資料同化中的應用.中國工程科學,2012,14(10):33-42.
  18. 鐘水新,陳子通,戴光豐等.2013.地形重力波拖曳參數化對熱帶氣旋強度和路徑預報影響的研究[J].大氣科學.doi:  10.3878/j.issn.1006-9895.2013.13131
  19. 戴光豐, 陳子通. GRAPES模式中地面通量在一次臺風數值模擬中的敏感性試驗研究. 熱帶氣象學報. 2013, Vol. 29, No. 3: 403-410.
  20. 蔣德海等,應用城市冠層模式對建筑物表面太陽輻射的分析,高原氣象,2010,29(3).
  21. 蔣德海,吳兌,鄧雪嬌,等. 2010 年廣州亞運限行減排對大氣環境的影響[J]. 熱帶氣象學報,2012,28(4): 527-532.
  22. 蔣德海,王成剛,吳兌,等. 利用風廓線雷達資料對廣州地區邊界層日變化特征的分析研究[J]. 熱帶氣象學報,2013,29(1): 129-135.
  23. 蒙偉光等,WRF/UCM在廣州高溫天氣及城市熱島模擬研究中的應用,熱帶氣象學報,2010,26(3):273-282.
  24. MENG Wei-guang, ZHANG Yan-xia, LI Jiang-nan et al. Application of WRF/UCM in the simulation of a heat wave event and urban heat island around Guangzhou. J. Trop. Meteor., 2011, 17(3): 257-267.
  25. 蒙偉光,李昊睿,張艷霞等.珠三角城市環境對對流降水影響的模擬研究.大氣科學,2012,36(5):1063-1076.
  26. 蒙偉光,戴光豐,張艷霞等.華南局地鋒生及對流系統發展的模擬分析研究.氣象學報,2012,70(3):387-401.
  27. 徐道生,陳子通,戴光豐,鐘水新,楊兆禮.對流參數化方案的改進對GRAPES模式臺風預報的影響研究.熱帶氣象學報,已采用
  28. 楊兆禮,陳子通,張誠忠,戴光豐,黃燕燕,鐘水新,徐道生等.2012年中國南海臺風模式預報情況,熱帶氣象學報待發表
  29. 楊兆禮,鄭彬,吳兌.2011年南海夏季風活動對大氣污染物擴散特征影響的數值研究,熱帶氣象學報待發表

團隊成員

 

馮業榮 數值天氣預報重點實驗室主任

馮業榮,氣象學博士,正研級高工。1980年-1984年在山東海洋學院(今中國海洋大學)學習海洋氣象學專業,本科畢業獲理學學士學位。85年至1988年先后海南自治州氣象局、三亞市氣象局工作;1988年9月至1991年6月在中山大學攻讀大氣科學碩士研究生課程,畢業獲理學碩士學位;1991年至1996年在廣東省氣象局業務管理處工作;1996年10月起在廣東省氣象臺工作,先后任預報員、副科長、科長、副臺長和臺長;1997年取得高級工程師任職資格,2006年取得正研級高級工程師資格;2000年至2002年在美國天氣局從事訪問學者研究。2006年獲中山大學氣象學博士學位。

現兼職中國氣象學會動力氣象委員會和熱帶與海洋氣象委員會委員、中國氣象學會中國水利學會水文氣象學委員會委員、廣東省氣象學會常務理事、中山大學兼職碩士研究生導師、美國氣象學會會員、《熱帶氣象學報》編委。對災害天氣機理、空氣質量、災害天氣臨近預報、災害天氣引發的次生災害監測預警等有較深入研究。獲廣東省科學技術二等獎2項,三等獎1項。主持我國災害天氣臨近預報系統 “雨燕”(GRAPES-SWIFT)和“天鵝”(SWAN)的開發,其成果在2008年北京奧運會、2010年溫哥華冬奧會、2010年上海世博會和2010年廣州亞運會上得到運用,并推廣全國,成為我國災害天氣臨近預報的重要業務系統。在國內外學術刊物正式發表學術論文40多篇。

 

      萬齊林  模式業務學科帶頭人

萬齊林,男,研究員/中國氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所所長/廣東省氣象部門首席專家,國家科學技術進步獎二等獎獲得者,全國氣象部門先進工作者(享受省部級勞模待遇)。1989年畢業至今,工作于中國氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所,主要從事熱帶數值天氣預報、熱帶災害性天氣氣候的科研與業務工作,是全國臺風及海洋氣象專家工作組成員、中國氣象學會熱帶與海洋氣象學委員會主任委員/臺風委員會副主任委員/數值天氣預報委員會、南京信息工程大學兼職教授、《熱帶氣象學報》編審委員會副主編等。

主持國家自然科學基金、國家科技攻關課題、科技部社會公益研究專項、科技部社會公益性行業科研專項、中國氣象局新技術推廣和業務建設項目、廣東省科技計劃項目等重要科研業務課題,還作為核心骨干參加國家“973”項目等國家重大科研工作,其中,國家級項目10余項;發表論文80余篇,其中SCI(E)論文10篇;獲獎勵或榮譽稱號10項(含1項國家科學技術進步獎、2項省級科學技術進步獎和3項中國氣象局科技獎)。

 
陳子通 模式業務學科帶頭人

陳子通,正研級高工,中國數值預報專業委員會委員。多年從事熱帶數值天氣預報技術研究,主要從事區域模式動力框架、物理過程研究。現主持為華南區域中心新一代數值預報系統的開發和業務運行,在華南中尺度數值天氣預報,臺風數值天氣預報,短時臨近數值預報等技術開發取得多項成果。核心期刊上發表論文20多篇。獲省部級科技進步二等獎和三等獎。主持或參加了國家級、省部級等相關課題10多項。近期較好地完成“區域中尺度模式開發”,“華南精細化數值預報技術的業務應用開發”,“海岸帶海-陸-氣耦合模式預報系統開發”,“GRAPES_TMM熱帶天氣數值預報模式系統的業務化應用”,“珠江三角洲強對流天氣監測預警技術開發”等項課題。

 
蒙偉光 模式釋用學科帶頭人

蒙偉光,博士,研究員,中山大學兼職碩士生導師。長期從事暴雨、強降水等強天氣過程的診斷分析、數值模擬研究和預報技術發展工作。目前主要開展針對華南汛期強降水中尺度對流系統特征及其可預報性的研究工作,發展高分辨率模式預報技術、開發強天氣數值預報應用產品等。曾主持完成科技部社會公益研究專項1項,主持國家自然科學基金面上項目2項。另作為主要參與人,還參加完成了10多項省部級以上科研項目。發表論文40余篇。

 
丁偉鈺 資料同化學科帶頭人

丁偉鈺,副研究員,一直從事資料同化和衛星資料應用的研究工作,主持國家自然科學基金、廣東省自然科學基金、中國氣象局新技術推廣,中國氣象局關鍵技術集成等項目,“熱帶資料同化技術的業務應用開發”獲得2012年廣東省科學技術三等獎。作為技術骨干參與多項國家攻關項目和省科技項目,以第一作者發表相關論文多篇。

 
張誠忠 高級工程師

張誠忠,高級工程師. 多年從事華南地區的天氣預報工作,以及數值天氣預報技術、雷達等非常規資料的反演、同化技術研究。目前主要從事精細數值模式系統流程的優化、運行以及雷達資料在短臨數值預報的應用研究。主持和作為技術骨干參與國家自然基金、廣東省自然基金、國家氣象局推廣項目、中央級公益性科研院所基本業務項目和省級技術攻關項目等十多項,以第一作者發表相關文章多篇。

 
楊兆禮,副研究員

楊兆禮,副研究員,主要從事資料同化和模式測試開發及高性能計算等工作,近年主持過grapes發展專項及省氣象局課題等項目,還參與多個所里重大項目,近年以第一作者錄用相關論文多篇。

 
張艷霞,副研究員

張艷霞,副研究員,主要從事華南中尺度降水的機理和數值模擬研究工作以及LAPS云分析系統的應用等,參加多項國家級  、省級的課題研究。

 
黃燕燕,高級工程師

黃燕燕,高級工程師,主要從事資料同化、數值預報方面的工作。主持課題3項;參與國家或省部級課題十多項。作為主要技術人員參與完成的2項業務技術開發成果-快速循環同化預報系統(CHAF)獲準在國家氣象中心等地推廣應用,臺風預報子系統(GZTCM)獲準全國發布臺風業務預報。獲廣東省科學技術二等獎、三等獎。以第一作者發表論文多篇。

 
李昊睿,高級工程師

李昊睿,高級工程師,主要從事資料同化、數值預報方面的工作。主持課題3項;參與國家或省部級課題7項。作為主要技術人員參與完成的基于GRAPES模式構建的華南區域數值預報模式系統于2012年1月1日納入國家級業務化運行。建立的“基于高分辨率模式輸出的雷電潛勢預報系統”已準業務試運行。獲廣東省科學技術三等獎、廣東省氣象局科學技術一等獎。以第一作者發表論文多篇。

 
蔣德海,助理研究員

蔣德海,助理研究員,主要從事數值模式邊界層和陸面參數化方案改進工作,開展GRAPES模式在大氣環境和風能預報的應用研究工作。主持國家自然科學基金、廣東省自然科學基金、廣東省重大科技專項等項目,作為技術骨干參與多項國家攻關項目和省科技項目,以第一作者發表相關論文多篇。

 
戴光豐,數值預報工程師

戴光豐,數值預報工程師,主要從事數值預報模式邊界層參數化方案和陸面方案研究以及區域業務數值預報系統開發和維護,參與和主持多項國家自然科學基金、中國氣象局行業專項、廣東省科技廳計劃項目和廣東省氣象局等項目。

 
高郁東:助理研究員

高郁東:助理研究員,主要從事資料同化技術和云物理參數化方面的研究開發工作,參與多項科研項目,并發表論文多篇。

 
鐘水新,博士

鐘水新,博士,主要從事中小尺度天氣動力學、模式物理過程及模式預報系統開發的研究工作。目前主要從事模式物理過程中重力波拖曳參數化的研究,以及模式預報性能的研發改進與業務預報系統維護工作。主持并較好地完成“GRAPES區域模式物理過程改進對提高華南汛期強降水預報的研究”課題,參與了國家自然科學基金和公益性氣象行業專項等多項課題,發表相關論文數篇。

 
張旭斌,助理研究員

張旭斌,助理研究員,主要從事資料同化,集合預報與中小尺度數值模擬的研究工作,近期正主持GRAPES數值預報系統發展專項項目。

 
徐道生:助理研究員

徐道生:助理研究員,主要從事對流參數化方面的研究開發工作,參與多項科研項目,并發表論文多篇。

 

 
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