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    全球区域一体化同化预报系统GRAPESGlobal/Regional Assimilation and Prediction System)是在科技部和中国气象局支持下我国自主发展的新一代数值预报系统20093月完成了GRAPES_GFS的前期试验,并在业务环境建立了运行试验平台,确定了GRAPES_GFS的准业务版本GRAPES_GFS 1.0。在GRAPES_GFS1.0准业务化之后,开展了三个阶段的攻关。第一阶段以完善模式物理过程为代表,使得GRAPES全球模式具备了适用于全球预报的一套物理过程。第二阶段,重点攻克模式空间GRAPES三维变分同化系统以避免同化后插值到模式空间带来的误差,并在改进卫星资料同化应用效果的同时增加更多卫星资料的同化应用。第三阶段以同化和模式协同攻关为代表,重点解决了动力框架中部分影响计算精度的问题、以云-降水为重点的物理过程协调性改进和大幅度升级优化、部分影响模式计算稳定性的动力框架和物理过程中的问题、同化系统中风压平衡问题、背景误差协方差随季节变化问题、同化系统中背景廓线的精确插值和求解、观测资料的质控和偏差订正以及更多卫星资料的同化应用等问题。据此,建立了水平0.25度分辨率垂直方向60层的预报系统版本GRAPES_GFS 2.0。利用20139月至20158月共计2年的回报试验,对GRAPES_GFS 2.0的预报能力进行了综合评估。相对TL639模式已经有较为明显改进,且降水的小雨预报能力已经接近ECMWF的预报水平,不同阈值下的模式空报问题得到了抑制,中国区域的降水预报形势,特别是中国东南部的主降水区的形势与实况更为接近。

 

系统主要运行参数设置如下表:


GRAPES_GFS_025L60

同化方案

3DVAR

水平分辨率(dxdy

0.25

垂直层次(nz

60

格点数(东西nx*南北ny

1440*720

区域范围

全球

模式积分步长

300

模式积分时长

6小时(同化)/ 240小时(预报)

微物理过程

CMA双参数方案

陆面过程

CoLM

边界层

MRF方案

云方案

宏观云预报方案

积云参数化方案

简化Arakawa-Schubert(SAS)方案

辐射方案

RRTMG LW(V4.71)/SW(V3.61)方案

重力拖曳波方案

Kim & Arakawa 1995; Lott  & Miller 1997; Alpert, 2004

同化观测资料

常规地面观测资料、常规探空观测资料、云导风资料、NOAA15/18/19卫星AMSUA资料、MetOp-A&B卫星的AMSUA资料、AIRS高光谱资料、MetOp-A卫星IASI高光谱资料、FY-3C卫星MWHS-2资料、FY-3C卫星GNOS掩星资料、NPP-ATMS资料、GPS掩星资料和ScatWind洋面风资料。

其他

使用数字滤波方案