華南中尺度模式預報系統是中國氣象局廣東省區域數值天氣預報重點實驗室正式投入業務運行的預報系統，該系統基於區域GRAPES（Global/Regional Assimilation and Prediction System for Tropical Mesoscale Model ）模式，採用Arakawa-C格式、Charney-Philip垂直跳層設定和半隱式-半拉格朗日時間差分方案，提供等壓場預報和各站點的要素預報產品。
基本介紹
- 軟體名稱：華南中尺度模式預報系統
- 開發商：中國氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所
- 軟體平台：Linux
- 軟體版本：1.0
- 更新時間：2014年2月28日
- 軟體語言：Fortran,Linux
- 軟體大小：50M
- 軟體授權：中華人民共和國國家著作權局
系統簡介,研究進展,模式動力和物理過程：,模式資料同化方面：,業務化進展,
系統簡介
華南中尺度模式預報系統是基於區域GRAPES（Global/Regional Assimilation and Prediction System for Tropical Mesoscale Model ）模式，採用Arakawa-C格式、Charney-Philip垂直跳層設定和半隱式-半拉格朗日時間差分方案，提供等壓場預報和各站點的要素預報產品。
研究進展
中國氣象局廣東省區域數值天氣預報重點實驗室以熱帶區域數值天氣預報的理論研究和相關技術開發為主線，通過研發麵向南海、東南亞的熱帶區域模式、面向泛珠三角的華南中尺度模式和專業數值預報模式，不斷提高模式預報水平。自2012年以來，華南中尺度模式預報系統模式動力過程和物理過程的研究包括有：
模式動力和物理過程：
SAS對流參數化中雲底質量通量的限制及其在高解析度模式中的套用；地形重力波拖曳參數化；SAS對流參數化中積雲覆蓋比的引入及其對降水預報的影響；GRAPES模式動方程中非線性項計算的改進；Gal-chen坐標的改進及其在華南中尺度模式中的試驗等方面。
模式資料同化方面：
風廓線雷達資料的質量控制及同化套用；集合預報技術估計背景誤差協方差；GRAPES-EnKF同化系統；都卜勒雷達反射率的同化套用；LAPS雲分析中衛星資料的套用及對GRAPES模式短時預報的影響等。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套用。在低緯度地區平衡方程、雷達風場同化、雷達水汽1D+3DVAR同化、雲區衛星資料同化、颱風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雷達反演的雲水雨水、颱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解析度的短期-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。
業務化進展
2015年初，中國氣象局/廣東省區域數值天氣預報重點實驗室與國家超級計算廣州超算中心強強聯手，在全球最快的“天河二號”超級計算機上成功開發了3km水平解析度全國區域數值天氣預報模式。
國家超級計算廣州超算中心擁有目前我國自行研製的“天河二號”超級計算機。該計算機以峰值計算速度每秒5.49億億次，持續計算速度每秒3.39億億次雙精度浮點運算的優異性能，成為全球最快的超級計算機。
雙方科技人員在“天河二號”的作業系統平台上，通過聯合攻關，針對“天河二號”共享存儲的特點，對GRAPES區域數值模並行計算進行了最佳化，最終在“天河二號”超級計算機上成功運行水平解析度3km的全國區域數值預報模式。試驗運行中首次使用了600個節點共14400個核的大規模並行資源完成全部模式積分計算，24小時預報只需要19.6分鐘完成，達到了歷史上最快的並行效率。此次試驗的成功，對廣東省數值天氣預報現有業務產生了重大示範性影響，對區域數值預報模式預報效果產生重大影響，有效提高了華南災害性天氣的預報能力，為天氣預報業務、科研及氣象決策服務提供支撐。
