[00332800]上海9km区域数值预报系统（SMS-WARMS）关键技术研发

上海9km区域数值预报系统第二代（SMS-WARMS V2.0）是在SMS-WARMS V1.0的基础上全面升级、改进之后的新一代区域高分辨率数值预报业务系统。该系统于2015年8月完成中国气象局职能司业务准入评审,并在上海市气象局正式业务化运行,是目前华东区域气象中心长中短期一体化高分辨数值分析与预报体系中最核心的组成部分,也是在全国气象系统的业务预报中应用最多、最广的区域模式系统。该业务系统受到国家自然基金项目“气溶胶-云微物理-降水相互作用对登陆我国台风的影响”（项目编号41175094）的资助。在基金项目的资助下,围绕提高区域模式预报准确率这一核心问题,在模式云初始化方案的发展和改进、模式微物理过程的调试、微物理过程中气溶胶效应的考虑及效应评估等方面开展了大量的工作,为该数值预报系统性能的提高奠定了基础。通过业务准入后,在中国气象局数值预报专项经费的资助下,该业务系统稳定运行,预报性能逐年提高。 SMS-WARMS着眼于6-72小时的短期天气预报,水平分辨率为9km,预报范围覆盖整个中国区域。系统主体部分基于ADAS-WRF建立,以NCEP GFS分析场为初猜场,利用ADAS同化系统实现对多种观测资料,包括常规天气观测、船舶观测、机场地面报、浮标、飞机观测、探空观测、雷达资料、FY2G的红外和可见光通道数据的同化应用。此外,利用云初始化技术来获取有关对流（如云和降水）的信息,并通过调整云分析方案中的经验参数,构造出针对我国高影响天气的合理云场和与之相应云水、云冰等水物质参数,最终形成富含中小尺度系统及其精细化结构的高质量的数值模式分析场。针对我国地处东亚季风区,降水过程多为较强大尺度强迫条件下而产生这一特点,对模式中云和降水物理过程进行选择和优化,提高了模式降水效果。系统建立了完整、高效、稳定、具有精准定位错误流程管理系统。高效的数据分发技术也满足了数值预报海量、高频数据的输入输出需要。 SMS-WARMS研究主要研发和创新内容包括：1)开发了多源观测资料的高效处理技术;2)针对数值模式初始化spin-up时间过长的问题,开发了先进的云初始化技术;3)针对预报员最为关注的降水预报问题,优化了数值模式云和降水物理过程参数化方案;4)开发了高影响天气的诊断技术;5)开发了快速、高效的实时客观检验技术;6)建立了高效、稳定,具有精准定位错误的业务流程管理系统;7)开发了高效的数值预报产品分发技术,大大提高了原有的海量数据的传输效率。 自系统业务应用以来,上海9km区域数值预报系统产品已被广泛应用于华东乃至全国的天气会商和短期预报服务中,得到了预报员的一致认可。据统计,2017年汛期,中央气象台和各省气象台7-8月每日上午全国会商中的使用率超过了70%,同时,华东数值预报产品在各个相关省市的预报会商中多次使用,在预报服务决策中发挥了重要作用。近年来,随着社会对气象需求的不断增加,系统的服务领域也随之拓展,研发了一系列面向用户的高影响产品;依托中国数值预报专业云的建设和发展,SMS-WARMS的数据共享与协作研发也得到有效地提升,参与区域内各省市和省外的重大社会活动服务保障工作10余项,为华东区域各省市成功举办各种重大活动提供优质气象服务的重要基础。充分利用现代气象科技大力提升城市公共气象服务水平,增强大型城市防御和减轻气象灾害以及应对气候变化的能力,体现了全覆盖、连续、滚动的未来城市精细化气象预报能力,对于提高上海乃至华东区域城市气象管理和预报服务水平的推动作用也十分巨大。