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数值天气预报团队

团队简介

热带所数值预报团队自70年代中期,协同中科院大气所研制成我国第一个多层热带数值预报模式。在随后的80、90年代,经历了正压模式、TL6(以及TL10)等模式的研究及业务运行。新世纪后,参与发展我国新一代数值预报系统GRAPES,对于该系统的发展,特别是促进其业务化进程做出了重要的贡献。2012年3月,联合广东省气象台、深圳市气象局、广州气象卫星地面站、气候中心等多家单位,申报广东省重点实验室,在9月3日,广东省数值天气预报重点实验室获准立项。数值预报团队包括模式业务小组、资料同化小组、模式诊断小组和模式释用小组。模式业务小组从事模式动力框架、物理过程、模式系统的开发和改进;资料同化小组从事多种新型和常规观测资料的同化方法研究;模式诊断小组从事模式技术与物理过程诊断分析,为模式改进提供线索;模式释用小组从事模式应用产品开发与短时临近预报技术研究。

资料同化小组从热带地区天气特点和业务需求出发,就多源观测资料的实时处理、筛选和质量控制,及同化等关键技术进行了系统的研究开发,实现了观测资料在热带数值预报业务模式中的应用。在低纬度地区平衡方程、雷达风场同化、雷达水汽1D+3DVAR同化、云区卫星资料同化、台风BOGUS同化、降水率同化、地面资料同化、GPS可降水资料同化、QuicSCAT风场同化等方面获得了创新性的成果。在GRAPES-3DVAR框架内,有效地集成了增量数字滤波、Nuding雷达反演的云水雨水、台风初始化等多项先进技术,逐时引入常规观测与雷达、卫星等非常规观测资料,建立了国内首个高时空分辨率的短期-短时同化预报业务系统(GRAPES_CHAF),快速更新分析结果,实时提供华南地区高频滚动的精细分析和预报产品。提升了热带地区观测资料同化能力,为提高华南地区数值天气预报的精度发挥了重要作用。

 

目前资料同化团队正在开展多尺度同化、集合卡曼滤波、流依赖的背景误差协方差的构造等研究工作,准备打造新一代的同化业务系统。

模式业务小组率先在广东实现GRAPES_meso业务运行,建立了南海台风数值预报系统与华南中尺度预报系统,开发了快速滚动预报模式,并在其后通过不断改进,预报性能逐年提高。优化业务模式配置、改进技术方案,开展热带海洋特色技术研究。对预报模式中的地形处理、垂直坐标、适应本地物理过程、物理对动力过程的反馈计算以及模式侧边界处理等提出了改进方案,同时开展适合南海边界层技术方案、热带对流技术方案和水物质技术方案等研究,提高了模式的预报能力。

目前业务运行的中国南海台风模式、华南中尺度模式已成为我国数值预报业务的重要组成部分,其产品具备较大业务应用价值,模式的形势场预报和台风路径的预报稳步提高,降水预报、地面要素等也有较好的业务参考价值。

 

模式诊断小组和释用小组是实验室成立以来新建小组,诊断小组目的是有针对性的深入研究数值模式物理过程,发现物理过程的缺陷与不合理之处,为模式改进提供线索。目前重点针对模式边界层过程和对流参数化过程进行研究。

模式释用小组针对华南地区与梅雨锋、热带季风及其它有组织发展中尺度天气系统的对流现象开展应用基础研究工作,采用诊断分析、模式模拟研究等方法,以了解这些有组织发展对流系统的结构、演变特征及相关暴雨、雷暴、强风、雷电等灾害天气现象的形成机制,发展预报技术。目前基于GRAPES模式开发短时临近预报技术与预报产品。

 

近年承担的主要课题

 

课题(项目)名称 课题编号 批准立项单位 课题负责人 起止时间
热带环流系统的数值天气预报技术研究 GYHY201206010 公益性行业项目 陈子通 2012-2015
FY-2卫星亮温资料直接同化和模拟的业务开发 CMAGJ2012M36 中国气象局气象关键技术集成与应用项目 丁伟钰 2012-2013
卫星资料在华南区域数值预报业务中的应用 GRMC2012Z02 中国气象局华南区域气象中心气象科技攻关项目 丁伟钰 2012-2013
华南前汛期暖区短时强降水特征分析及预报技术 GRMC2012M02 中国气象局华南区域气象中心科技攻关项目 胡胜 2012-2013
GRAPES区域模式物理过程改进对提高华南汛期强降水预报的研究 / 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室2012年开放课题 钟水新 2013-2014
适用于公里尺度分辨率的模式物理过程研究 2012BAC22B00 十二五科技支撑计划 万齐林 2012-2016
华南沿海季风槽强降水对流系统及其与大尺度环流相互作用 41275053 国家自然科学基金 蒙伟光 2013-2016
小数据集下的风电功率预测系统研制及其产业化 2012A032300013 广东省重大科技专项 蒋德海 2012-2015
城市冠层模式的引入与优化对GRAPES陆面过程模拟的改进 IUMKY&UMRF201110 中国气象局北京城市气象研究所开放课题 蒋德海 2012-2014
“华南持续性暴雨中尺度特征诊断分析和预报技术研究”之专题 GYHY201106003 公益性行业专项 蒙伟光 2011-2013
GRAPES中尺度模式改进与升级 GYHY201006016 公益性行业专项 万齐林 2010-2012
“中尺度灾害天气短时(2-12小时)预报技术研究”之专题 GYHY201006003 公益性行业专项 万齐林 2010-2012
“短时0-6小时定量降水(雪)预报技术研究”之专题 GYHY201006001 公益性行业专项 黄燕燕 2010-2012
“超大城市群复杂下垫面边界层过程及精细气象预报关键技术研究”之专题 GYHY200906026 公益性行业专项 蒙伟光 2009-2012
“热带气旋的遥感监测分析技术研究”之专题 GYHY200906002 公益性行业专项 丁伟钰 2009-2012
“面向业务数值预报的重点资料关键应用技术研究” GYHY200806003 公益性行业专项 万齐林 2008-2012
基于城市冠层模式优选和参数优化改进珠三角空气质量模拟能力 41105006 国家自然科学基金 蒋德海 2012-2014
产生降水的华南前汛期暖区对流云结构特征研究 41075040 国家自然科学基金 张诚忠 2011-2013
多种观测资料综合反演中尺度对流系统云参数及其对数值模拟的影响 41075083 国家自然科学基金 丁伟钰 2011-2013
基于雷达反射率的温度湿度一维变分同化技术研究与应用 CMAGJ2011M36 中国气象局气象关键技术集成与应用 张诚忠 2011-2011
基于多资料平台的粤北山区冰雹探测、预报和预警技术研究 2011A030200014 广东省科技计划 胡胜 2011-2013
基于城市冠层模式优选和参数优化改进珠三角空气质量模拟能力 S2011040002251 广东省自然科学基金 蒋德海 2011-2013

 


近年获得的主要奖励

 

获奖名称 等级 课题来源 成果名称 主要获奖人员
2012年广州省科学技术奖 三等奖 中国气象局项目 热带资料同化技术的 业务应用开发 丁伟钰、万齐林、陈子通、 张诚忠、黄燕燕、李昊睿、高郁东

近年发表的主要论文

  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。(通讯作者)
  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. 万齐林、 薛纪善,曲率修正线性平衡方程及其在变分同化风压约束中的应用,热带气象学报,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.(收录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收录).
  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. 黄燕燕等,BDA方案对台风背景高温天气预报的改进,气象学报,2010,68(1):102-113.
  10. 丁伟钰等,有云条件下HIRS/3资料的同化及其对“珍珠”台风的影响,气象学报,2010,68(1):70-78.
  11. 李昊睿等,四维变分同化和集合平方根滤波联合反演土壤湿度廓线的研究,大气科学,2010,34(1):193-201.
  12. 陈子通等,快速更新循环同化预报系统的汛期试验与分析,热带气象学报,2010,26(1): 49-54.
  13. 陈子通等,GRAPES区域模式水汽平流方案的比较与改进,热带气象学报,2010,26(1): 1-6.
  14. 丁伟钰等,有云环境下MODIS亮温资料的变分同化Ⅱ——对暴雨预报的影响,热带气象学报,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. 高郁东,万齐林,何金海,三维变分同化雷达视风速的改进方案及其数值试验.气象学报, 2011,69(4):631-643.
  17. 万齐林.海洋气象观测系统在热带气旋资料同化中的应用.中国工程科学,2012,14(10):33-42.
  18. 钟水新,陈子通,戴光丰等.2013.地形重力波拖曳参数化对热带气旋强度和路径预报影响的研究[J].大气科学.doi:  10.3878/j.issn.1006-9895.2013.13131
  19. 戴光丰, 陈子通. GRAPES模式中地面通量在一次台风数值模拟中的敏感性试验研究. 热带气象学报. 2013, Vol. 29, No. 3: 403-410.
  20. 蒋德海等,应用城市冠层模式对建筑物表面太阳辐射的分析,高原气象,2010,29(3).
  21. 蒋德海,吴兑,邓雪娇,等. 2010 年广州亚运限行减排对大气环境的影响[J]. 热带气象学报,2012,28(4): 527-532.
  22. 蒋德海,王成刚,吴兑,等. 利用风廓线雷达资料对广州地区边界层日变化特征的分析研究[J]. 热带气象学报,2013,29(1): 129-135.
  23. 蒙伟光等,WRF/UCM在广州高温天气及城市热岛模拟研究中的应用,热带气象学报,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. 蒙伟光,李昊睿,张艳霞等.珠三角城市环境对对流降水影响的模拟研究.大气科学,2012,36(5):1063-1076.
  26. 蒙伟光,戴光丰,张艳霞等.华南局地锋生及对流系统发展的模拟分析研究.气象学报,2012,70(3):387-401.
  27. 徐道生,陈子通,戴光丰,钟水新,杨兆礼.对流参数化方案的改进对GRAPES模式台风预报的影响研究.热带气象学报,已采用
  28. 杨兆礼,陈子通,张诚忠,戴光丰,黄燕燕,钟水新,徐道生等.2012年中国南海台风模式预报情况,热带气象学报待发表
  29. 杨兆礼,郑彬,吴兑.2011年南海夏季风活动对大气污染物扩散特征影响的数值研究,热带气象学报待发表

团队成员

 

冯业荣 数值天气预报重点实验室主任

冯业荣,气象学博士,正研级高工。1980年-1984年在山东海洋学院(今中国海洋大学)学习海洋气象学专业,本科毕业获理学学士学位。85年至1988年先后海南自治州气象局、三亚市气象局工作;1988年9月至1991年6月在中山大学攻读大气科学硕士研究生课程,毕业获理学硕士学位;1991年至1996年在广东省气象局业务管理处工作;1996年10月起在广东省气象台工作,先后任预报员、副科长、科长、副台长和台长;1997年取得高级工程师任职资格,2006年取得正研级高级工程师资格;2000年至2002年在美国天气局从事访问学者研究。2006年获中山大学气象学博士学位。

现兼职中国气象学会动力气象委员会和热带与海洋气象委员会委员、中国气象学会中国水利学会水文气象学委员会委员、广东省气象学会常务理事、中山大学兼职硕士研究生导师、美国气象学会会员、《热带气象学报》编委。对灾害天气机理、空气质量、灾害天气临近预报、灾害天气引发的次生灾害监测预警等有较深入研究。获广东省科学技术二等奖2项,三等奖1项。主持我国灾害天气临近预报系统 “雨燕”(GRAPES-SWIFT)和“天鹅”(SWAN)的开发,其成果在2008年北京奥运会、2010年温哥华冬奥会、2010年上海世博会和2010年广州亚运会上得到运用,并推广全国,成为我国灾害天气临近预报的重要业务系统。在国内外学术刊物正式发表学术论文40多篇。

 

      万齐林  模式业务学科带头人

万齐林,男,研究员/中国气象局广州热带海洋气象研究所所长/广东省气象部门首席专家,国家科学技术进步奖二等奖获得者,全国气象部门先进工作者(享受省部级劳模待遇)。1989年毕业至今,工作于中国气象局广州热带海洋气象研究所,主要从事热带数值天气预报、热带灾害性天气气候的科研与业务工作,是全国台风及海洋气象专家工作组成员、中国气象学会热带与海洋气象学委员会主任委员/台风委员会副主任委员/数值天气预报委员会、南京信息工程大学兼职教授、《热带气象学报》编审委员会副主编等。

主持国家自然科学基金、国家科技攻关课题、科技部社会公益研究专项、科技部社会公益性行业科研专项、中国气象局新技术推广和业务建设项目、广东省科技计划项目等重要科研业务课题,还作为核心骨干参加国家“973”项目等国家重大科研工作,其中,国家级项目10余项;发表论文80余篇,其中SCI(E)论文10篇;获奖励或荣誉称号10项(含1项国家科学技术进步奖、2项省级科学技术进步奖和3项中国气象局科技奖)。

 
陈子通 模式业务学科带头人

陈子通,正研级高工,中国数值预报专业委员会委员。多年从事热带数值天气预报技术研究,主要从事区域模式动力框架、物理过程研究。现主持为华南区域中心新一代数值预报系统的开发和业务运行,在华南中尺度数值天气预报,台风数值天气预报,短时临近数值预报等技术开发取得多项成果。核心期刊上发表论文20多篇。获省部级科技进步二等奖和三等奖。主持或参加了国家级、省部级等相关课题10多项。近期较好地完成“区域中尺度模式开发”,“华南精细化数值预报技术的业务应用开发”,“海岸带海-陆-气耦合模式预报系统开发”,“GRAPES_TMM热带天气数值预报模式系统的业务化应用”,“珠江三角洲强对流天气监测预警技术开发”等项课题。

 
蒙伟光 模式释用学科带头人

蒙伟光,博士,研究员,中山大学兼职硕士生导师。长期从事暴雨、强降水等强天气过程的诊断分析、数值模拟研究和预报技术发展工作。目前主要开展针对华南汛期强降水中尺度对流系统特征及其可预报性的研究工作,发展高分辨率模式预报技术、开发强天气数值预报应用产品等。曾主持完成科技部社会公益研究专项1项,主持国家自然科学基金面上项目2项。另作为主要参与人,还参加完成了10多项省部级以上科研项目。发表论文40余篇。

 
丁伟钰 资料同化学科带头人

丁伟钰,副研究员,一直从事资料同化和卫星资料应用的研究工作,主持国家自然科学基金、广东省自然科学基金、中国气象局新技术推广,中国气象局关键技术集成等项目,“热带资料同化技术的业务应用开发”获得2012年广东省科学技术三等奖。作为技术骨干参与多项国家攻关项目和省科技项目,以第一作者发表相关论文多篇。

 
张诚忠 高级工程师

张诚忠,高级工程师. 多年从事华南地区的天气预报工作,以及数值天气预报技术、雷达等非常规资料的反演、同化技术研究。目前主要从事精细数值模式系统流程的优化、运行以及雷达资料在短临数值预报的应用研究。主持和作为技术骨干参与国家自然基金、广东省自然基金、国家气象局推广项目、中央级公益性科研院所基本业务项目和省级技术攻关项目等十多项,以第一作者发表相关文章多篇。

 
杨兆礼,副研究员

杨兆礼,副研究员,主要从事资料同化和模式测试开发及高性能计算等工作,近年主持过grapes发展专项及省气象局课题等项目,还参与多个所里重大项目,近年以第一作者录用相关论文多篇。

 
张艳霞,副研究员

张艳霞,副研究员,主要从事华南中尺度降水的机理和数值模拟研究工作以及LAPS云分析系统的应用等,参加多项国家级  、省级的课题研究。

 
黄燕燕,高级工程师

黄燕燕,高级工程师,主要从事资料同化、数值预报方面的工作。主持课题3项;参与国家或省部级课题十多项。作为主要技术人员参与完成的2项业务技术开发成果-快速循环同化预报系统(CHAF)获准在国家气象中心等地推广应用,台风预报子系统(GZTCM)获准全国发布台风业务预报。获广东省科学技术二等奖、三等奖。以第一作者发表论文多篇。

 
李昊睿,高级工程师

李昊睿,高级工程师,主要从事资料同化、数值预报方面的工作。主持课题3项;参与国家或省部级课题7项。作为主要技术人员参与完成的基于GRAPES模式构建的华南区域数值预报模式系统于2012年1月1日纳入国家级业务化运行。建立的“基于高分辨率模式输出的雷电潜势预报系统”已准业务试运行。获广东省科学技术三等奖、广东省气象局科学技术一等奖。以第一作者发表论文多篇。

 
蒋德海,助理研究员

蒋德海,助理研究员,主要从事数值模式边界层和陆面参数化方案改进工作,开展GRAPES模式在大气环境和风能预报的应用研究工作。主持国家自然科学基金、广东省自然科学基金、广东省重大科技专项等项目,作为技术骨干参与多项国家攻关项目和省科技项目,以第一作者发表相关论文多篇。

 
戴光丰,数值预报工程师

戴光丰,数值预报工程师,主要从事数值预报模式边界层参数化方案和陆面方案研究以及区域业务数值预报系统开发和维护,参与和主持多项国家自然科学基金、中国气象局行业专项、广东省科技厅计划项目和广东省气象局等项目。

 
高郁东:助理研究员

高郁东:助理研究员,主要从事资料同化技术和云物理参数化方面的研究开发工作,参与多项科研项目,并发表论文多篇。

 
钟水新,博士

钟水新,博士,主要从事中小尺度天气动力学、模式物理过程及模式预报系统开发的研究工作。目前主要从事模式物理过程中重力波拖曳参数化的研究,以及模式预报性能的研发改进与业务预报系统维护工作。主持并较好地完成“GRAPES区域模式物理过程改进对提高华南汛期强降水预报的研究”课题,参与了国家自然科学基金和公益性气象行业专项等多项课题,发表相关论文数篇。

 
张旭斌,助理研究员

张旭斌,助理研究员,主要从事资料同化,集合预报与中小尺度数值模拟的研究工作,近期正主持GRAPES数值预报系统发展专项项目。

 
徐道生:助理研究员

徐道生:助理研究员,主要从事对流参数化方面的研究开发工作,参与多项科研项目,并发表论文多篇。