日本数值预报产品在MM5模式中的应用
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基于MM5模式的站点降水预报释用方法研究陈力强;韩秀君;张立祥【期刊名称】《气象科技》【年(卷),期】2003(031)005【摘要】对MM5模式输出产品解释应用,建立县级站点定量降水MOS预报模型.方案为将影响辽宁降水的天气模型归纳为动力诊断模型,从中构造出多个能够较全面反映降水模型特征的综合物理因子;根据站点降水的气候分布特征,对偏态分布的降水量进行正态化处理,处理方案为首先将降水量划分为有雨和无雨两档,然后对有雨样本进行分级、开4次方处理,经分析对比降水量经过正态化处理后建立的预报模型优于未经处理的模型.运用统计方法建立站点降水预报模型,该模型分为晴雨预报模块和雨量预报模块.通过2001和2002年夏季业务试运行表明,该模型对降水有较强的预报能力,较原模式预报水平有一定改进.【总页数】5页(P268-272)【作者】陈力强;韩秀君;张立祥【作者单位】北京大学物理学院,北京,100871;中国气象局沈阳大气环境研究所,沈阳110016;沈阳中心气象台,沈阳,110016;沈阳中心气象台,沈阳,110016【正文语种】中文【中图分类】P45【相关文献】1.BP人工神经网络在福建MM5模式风场预报释用研究中的应用 [J], 陈德花;刘铭;苏卫东;夏丽花;石顺吉2.基于MM5模式的站点暴雨预报方法研究 [J], 吴君;孙成武;裴洪芹;于艳敏3.一次降雪过程的中尺度模式(MM5)站点预报试验 [J], 高俊寿;崔建国;梁清萍;蔡广丽4.基于全国站点的日降水预报消空方法研究 [J], 王姝苏; 李敏; 丁伟; 顾浩5.基于多模式和网格预报产品融合的降水预报释用方法 [J], 潘留杰;薛春芳;张宏芳;高星星;梁绵;王建鹏;刘嘉慧敏因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
MM5中尺度模式在内蒙古地区一次降水过程中的数值模拟孙宇;李静【摘要】采用中尺度数值模式MM5,嵌套北京大学和中国科学院人工影响天气所改进后的云微物理过程方案,对2016年4月1-2日发生在内蒙古的降水过程进行模拟与验证,将MM5模式的预报产品与实况资料进行对比发现,MM5模式对内蒙古的天气过程具有一定的预报能力。
模拟结果表明:针对受高空低槽影响的内蒙古东部地区的降水过程,综合云和降水预报产品的云系发展演变特征、云系宏观特征、云垂直结构和性质、降水场检验分析,模式较好地预报出了此次降水过程。
在云系的发展演变、移动路径、云系垂直结构、降水落区和雨量等方面的预报效果较好,而对内蒙古东部地区云系性质、云系覆盖范围、降水范围与观测结果还有一定差距。
其中可降水量的预报能够把握住可降水量的大值区和高值中心等;云水含量和冰晶浓度的预报能给出不同高度层上不同位置上的变化情况;云场的预报所涉及的云的范围、边界形状和趋势预报均同实际情况相符,说明模式对云的预报是可信的;降水的预报与实际情况十分吻合,降水的落区、降水的等级以及降水预报的准确率等均能较好地反映出实际的情况。
因此MM5模式用于内蒙古地区的降水预报是可行的,但本文中MM5模式对降水的模拟结果与实况相比仍然偏大,其原因可能与模式的初始场和边界条件的处理有关,以及与所用资料的精度也是有一定联系。
%The mesoscale numerical model MM5, nested within the cloud microphysics scheme which is an improvement of weather modification made by Beijing University and Chinese Academy. Precipitation happened on April 1st and 2nd 2016 was simulated and tested, compared the forecast product with live data, it was found that MM5 model has certain prediction ability. The simulation results show that the model couldforecast this precipitation process after analyzed the characteristics of cloud evolution, moving path, cloud vertical structure and so on, but there was always a certain mismatch between MM5 and observation in cloud properties, cloud coverage, precipitation range. On the whole, MM5 model was credible in weather forecast, because precipitation forecast and the actual situation were very consistent, precipitation area, precipitation grade and accuracy of prediction could reflect the actual situation well. Therefore the MM5 model for precipitation forecast in the area of Inner Mongolia is feasible, but precipitation simulation results obtained by MM5 model is large than that of observation results, which might be related to the treatment of initial field and boundary conditions, as well as the accuracy of the data used.【期刊名称】《现代农业科技》【年(卷),期】2016(000)018【总页数】6页(P179-184)【关键词】MM5模式;降水预报;数值模拟;内蒙古地区【作者】孙宇;李静【作者单位】安徽省六安市气象局,安徽六安 237011;内蒙古自治区气象科学研究所【正文语种】中文【中图分类】P481内蒙古自治区地处欧亚大陆内部,东西直线距离2 400 km,南北跨度1 700 km,全区面积为118.3万km2,占全国总面积的12.3%。
MM5降水预报产品的应用和检验
崔建云;秦增良;徐文正;董晨娥;张秀珍
【期刊名称】《山东气象》
【年(卷),期】2002(022)002
【摘要】简单介绍了MM5中尺度数值预报产品及其使用,对2001年夏季6~9月MM5降水预报产品在潍坊市的使用效果进行总结和验证。
对降水趋势预报、时效为3小时和12小时的定性预报、定量误差进行了统计;举例分析了天气系统与降水落区预报的关系。
【总页数】3页(P9-11)
【作者】崔建云;秦增良;徐文正;董晨娥;张秀珍
【作者单位】潍坊市气象局,山东潍坊 261011;潍坊市气象局,山东潍坊261011;潍坊市气象局,山东潍坊 261011;潍坊市气象局,山东潍坊 261011;潍坊市气象局,山东潍坊 261011
【正文语种】中文
【中图分类】P457.6
【相关文献】
1.MM5模式对阿勒泰地区2005-2008年汛期降水预报检验 [J], 张林梅;庄晓翠;李春芳
2.MM5降水预报产品检验 [J], 吴炜;林行;李昌义
3.MM5中尺度非静力模式对云南省降水预报检验 [J], 许美玲;孙绩华
4.MM5模式对乌鲁木齐地区冬、春季降水预报能力检验 [J], 窦新英;孙贵成
5.SWAN定量降水预报产品在宝鸡汛期短时降水的检验应用 [J], 李恩莉;韩洁因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
一次降雪过程的中尺度模式(MM5)站点预报试验
高俊寿;崔建国;梁清萍;蔡广丽
【期刊名称】《山西气象》
【年(卷),期】2003(000)004
【摘要】本文利用中尺度数值预报模式(MM5)进行业务预报试验.对2002年12月6日前后一次降水过程进行应用分析,重点对阳泉市站点预报进行对比检验,得出该模式在站点有无降雪、降雪量级及降雪起报、结束时间等方面具有重要参考价值的结论,对于进一步开发降水预报精细产品有重要意义.
【总页数】3页(P11-12,18)
【作者】高俊寿;崔建国;梁清萍;蔡广丽
【作者单位】山西省阳泉市气象局,山西,阳泉,045000;山西省阳泉市气象局,山西,阳泉,045000;山西省阳泉市气象局,山西,阳泉,045000;山西省阳泉市气象局,山西,阳泉,045000
【正文语种】中文
【中图分类】P457.6
【相关文献】
1.MM5中尺度模式在内蒙古地区一次降水过程中的数值模拟 [J], 孙宇;李静
2.应用MM5模式对一次冬季降水过程的预报 [J], 李银娥;彭春华
3.区域中尺度模式对西南地区一次强降水过程的预报分析 [J], 何光碧;张利红;屠妮妮
4.运用近代气象理论对内蒙古强降雪过程的预报试验(上)——对称不稳定性分析
[J], 王建中;李彰俊;等
5.运用近代气象理论对内蒙古强降雪过程的预报试验(下)——对称不稳定性分析[J], 王建中;李彰俊;等
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基于数值预报产品的温度客观预报集成模式的建立摘要利用泰安市2009年4月1日至2010年3月31日逐日最高气温和最低气温实况资料和T639、mm5、天气在线数值预报产品中最高气温和最低气温对应日的预报值、EC(欧洲中心)的数值预报产品中最高气温和最低气温对应日的预报值的订正值及1961—2010年逐日平均最高气温和最低气温平均值,以5家预报产品作为因子,采用多元回归方法,建立温度客观预报集成模式,为提高温度预报准确率提供依据。
AbstractThe actual data of the daily maximum temperatures and minimum temperatures in Tai′an from April 1,2009 to March 31,2010,the forecast values of the maximum temperatures and minimum temperatures for the corresponding days in T639,mm5 and weather online-numerical-forecast products,the correction values of the forecast values of the maximum temperatures and minimum temperatures for the corresponding days in the numerical forecast products of the EC(European Center),and the mean values of the daily averages of the maximum temperatures and minimum temperatures from 1961 to 2010,the above five forecast products were utilized as the the factor,was established adopting the multiple regression method to establish a temperature objective-forecast integration mode was established,to provide a basis for raising the rate of accuracy of temperature forecast.Key wordsnumerical forecast products;temperature objective-forecast;integration mode;establishment随着人们生活水平的提高,对天气预报越来越重视,对预报的准确率也提出了越来越高的要求[1-4]。
多模式数值预报降水产品在云南主汛期的应用分析摘要:利用云南省125个国家站逐日降水资料,对ECMWF_HR、GERMAN_HR、JAPAN_MR三种数值模式降水预报产品在云南2020年主汛期(6~8月)的预报质量进行了检验,结果表明:三种模式对云南的晴雨预报准确率不高,24h分辨率0-168h晴雨预报正确率仅为57%~63%,并存在着明显的地区差异,三种模式对滇西及滇西南边缘区域的预报水平相对较高。
降水分级检验结果:小雨TS评分,GERMAN_HR最高,ECMWF_HR最低;中雨TS评分,JAPAN_MR最高,GERMAN_HR最低;大雨TS评分,ECMWF_HR及JAPAN_MR最高,GERMAN_HR最低;暴雨及以上降水TS评分,ECMWF_HR最高,GERMAN_HR模式最低。
若将≤2.0mm的降水预报作消空处理,则三种模式各预报时效的晴雨预报正确率均有明显提高,其中ECMWF_HR模式消空效果最好,0~168h晴雨预报正确率较消空前提高了8~16个百分点。
三种模式的48h降水预报产品对云南大范围大雨以上强降水过程均具有较好的趋势预报能力,其中ECMWF_HR模式预报效果相对较好,预报与实况的偏差相对较小。
关键词:数值模式晴雨预报检验引言随着高分辨率数值模式预报性能的不断提高,各种数值模式预报产品已成为各级气象台站分析制作中短期天气预报的重要参考资料。
目前,基层台站能够接收到的数值模式产品主要有ECMWF_HR、GERMAN_HR及JAPAN_MR等三种模式产品。
在日常对数值预报模式产品的解释应用中发现,这三种全球主要的数值预报模式的降水预报产品在不同季节、不同地区、不同时段、不同量级的降水预报中其预报能力有较大的差异,各有所长。
因此,对以上三种数值预报模式的降水预报产品进行系统性检验具有重要的意义,可以为预报员订正预报提供参考,进而提高晴雨预报和降水分级预报的准确率。
1资料和方法1.1资料本文选取2020年云南省主汛期6~8月20时起报 ECMWF_HR、GERMAN_HR、JAPAN_MR三种模式的降水预报产品和云南省125个自动气象站同期逐日降水资料进行检验,目前,ECMWF_HR、JAPAN_MR模式提供了24~240h的降水预报产品,而GERMAN_HR仅提供了24~168h的降水预报产品,为便于多模式对比分析,这里的检验时效统一选取24~168h。
中尺度数值天气预报模式MM5分布式并行计算
朱小谦;张卫民;宋君强
【期刊名称】《国防科技大学学报》
【年(卷),期】2003(025)002
【摘要】中尺度数值预报模式是进行中尺度天气预报的有效手段.中尺度模式MM5是国际上应用最广泛的中尺度预报模式之一.数值天气预报的巨大计算量和实效性要求必须通过高性能分布式并行计算来实现.分析了MM5串行算法的特点,研究了其并行算法的实现,讨论了算法的一些改进,给出了MM5模式在分布式并行巨型计算机上的测试结果.
【总页数】5页(P56-59,67)
【作者】朱小谦;张卫民;宋君强
【作者单位】国防科技大学计算机学院,湖南,长沙,410073;国防科技大学计算机学院,湖南,长沙,410073;国防科技大学计算机学院,湖南,长沙,410073
【正文语种】中文
【中图分类】TP301.6
【相关文献】
1.MM5中尺度模式在内蒙古地区一次降水过程中的数值模拟 [J], 孙宇;李静
2.基于中尺度气象模式MM5模拟分析某大型水电站建成后对局地气候影响 [J], 谭平;刘园
3.网格技术在中尺度数值天气预报MM5模式中的应用 [J], 熊聪聪;刘娜;宋鹏
4.第五代PSU/NCAR中尺度模式系统(MM5)介绍IV:初边值形成及后处理过程
(INTERP模式) [J], 王劲松;李耀辉;张华
5.第五代PSU/NCAR中尺度模式系统(MM5)介绍V:预报模式(MM5模块) [J], 张华;李耀辉;王劲松
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Vol.41 No.4Aug., 2021第41卷第4期2021年8月水文JOURNAL OF CHINA HYDROLOGYDOI: 10.19797/ki.1000-0852.20200196WRF-Hydro 模型在典型中小流域的日径流模拟研究刘洪波1,菅浩然1,孙明坤2(1.黄河水利职业技术学院,河南开封475004; 2.河海大学水文水资源学院,江苏南京210098)摘 要:新一代蓄满超渗结合的水文气象模型WRF-Hydro 可在陆面模式基础上进行精细的水文模拟。
然而利用它进行日径流模拟的研究并不充足。
将WRF-Hydro 应用于半湿润的陈河流域和湿润的屯溪 流域,并结合新安江模型以探索其在中小流域中的径流模拟能力,为流域的径流模拟和水资源管理提供参考。
结果表明:WRF-Hydro 在屯溪日径流模拟表现较好,在陈河表现一般。
虽然高估屯溪2014的洪峰,但整体表现较好,NSE 与新安江模型相当或稍弱;在陈河,WRF-Hydro 只在降水或径流较大的年份 中表现较好,此时NSE 稍弱于新安江模型。
WRF-Hydro 的表现与降雨径流关系的非线性程度有关,当降水或径流较小时模型表现可能不理想,这说明其计算超渗径流的机制仍需改进。
该模型在湿润地区有较好的应用潜力;而应用在半湿润地区,可能需要更高质量的输入数据。
关键词:WRF-Hydro 模型;日径流模拟;半湿润地区;湿润地区;中小流域;新安江模型中图分类号:TV121文献标识码:A文章编号:1000-0852(2021)04-0048-080引言近年来,数值天气预报模式和水文模型被广泛地应用于暴雨和洪水事件模拟。
数值天气预报模式[1]可 预测未来一定时间内的大气运动状态,并提供气象变量分布场。
而水文模型[2-3]是基于理解“降水-径流”关 系的基础上建立的模拟水文状态的工具。
为更好地模拟大气与陆面之间的水能交换,水文气象模型近年来被广泛应用[4]。
第30卷 第4期气象与环境科学Vol .30No .42007年11月Meteor ol ogical and Envir on mental SciencesNov .2007收稿日期:2007-07-08;修订日期:2007-09-17基金项目:浙江气象科技开放研究专项(Kf2006009)资助作者简介:张建海(1977),男,浙江绍兴人,工程师,硕士,主要从事天气预报工作.E 2mail:kinhae@sina .com日本数值预报产品在MM5模式中的应用张建海1,张广周2(1.绍兴市气象局,浙江绍兴312000; 2.平顶山市气象局,河南平顶山467000) 摘 要:针对目前中尺度数值模式MM5所用初始场局限于NCEP 和T213的现状,提出了应用日本数值预报产品(J MA,下同)格点资料做初始场的想法,并对试验过程进行了介绍。
对台风Ranani m (0414)登陆浙江的路径、移速、强度和降水等方面的数值模拟结果表明,应用了J MA 资料的MM5模式在原有基础上提高了预报精度,尤其在台风登陆时间和登陆地点上提高更为明显。
关键词:日本数值产品;格点资料;MM5;初始场;台风Ranani m中图分类号:P45617 文献标识码:A 文章编号:1673-7148(2007)04-0066-05引 言多年的预报实践表明,日本数值预报产品在降水预报上具有较高的准确率,是气象台站预报员使用较多的客观预报产品。
自日本气象厅(J MA )在其网站上提供格点资料以来,初步的业务化应用已在各级气象台站开展[1]。
与过去的传真预报图相比,因其在预报层次、预报时间间隔上都更为精细,因而深受预报员的欢迎。
然而其资料的时空分辨率仍远远不能细致地描述暴雨、强对流等中小尺度系统,而做好上述灾害性天气的预报恰恰是气象工作的重中之重,因此开展对日本数值预报产品更深层次的应用至关重要。
近年来,随着气象业务现代化进展的加快,省级以及许多市级气象台都建立了PS U /NCAR 联合研制的非静力平衡中尺度数值模式MM5,并在业务工作中取得了良好的效果。
但以往的模式运行都是以NCEP 或T213资料作为模式的初始场,用J MA 产品作初始场进行数值预报在浙江省尚未有人做过。
事实上大气是一个非线性的对初值敏感的动力系统,文献[2]指出:无论台风是处于非转向阶段还是转向阶段,台风路径预报对初始场都很敏感。
本文利用以J MA 产品为初始场的MM5数值模式,对2004年第14号台风Ranani m 的登陆过程进行数值模拟,并将模拟结果与J MA 原始预报和实况进行对比验证。
1 初始场的形成与NCEP 的GFS 模式资料一样,J MA 格点资料也是以GR I B 格式保存的,但两者的文件组织形式不同。
GFS 资料是以某一时次所有要素、所有层次作为数据集的形式来保存的,由于它本身就适合MM5模式,在日常业务预报中下载后不作处理就可应用;J MA 资料是以某一时次单个要素、单个层次为单位来存储的,需要转换成类似GFS 格式的数据集,即将某一时次一个个“小文件”合并成一个“大文件”。
在此需要用到一个名为wgrib 的程序,它是专门用于NCEP /NCAR 再分析资料等GR I B 码文件的便携解码器,包含在GRADS 软件包中。
由于MM5初始场中只需用到位势高度、温度、水平风分量、相对湿度、海平面气压的数据,因此对于J MA 提供的其他要素不必参加合并,将J MA 资料合并成MM5可读取数据的命令如下:C:\>wgrib j m adata -d 1-grib -append -o mm5data2 修改p regrid 的V table 表在MM5的REGR I D 模块中,V table 表的功能是帮助p regrid 程序从数据集抽取MM5系统所需要的 第4期张建海等:日本数值预报产品在MM5模式中的应用变量。
MM5已为NCEP系列数据建立了几个V table 表,它们存放在p regrid/grib.m isc目录下。
由于由wgrib合并得到的J MA数据与GFS数据在要素变量场的代码描述上有所不同,所以必须通过修改V table表为p regrid程序提供代码信息。
需要强调的是修改后V table表的描述必须与前面的合并数据集一致,以确保p regrid程序能找到数据集所使用的相应代码。
表1给出的是适合J MA合并数据的V table表。
V table表的前4列表示GR I B标志变量,后3列表示MM5标志变量。
GR I B Code是标识所要存取变量的代码,比如在J MA的GR I B文件中温度通常被编码为11。
Level Code是标识层次类型的代码,从此种类型的层次上可以获得想要的变量,比如100表示气压层,1表示地面以上的某个固定高度(m)。
Level1是代表层次值的GR I B码,一个星号表示从Level Code定义的层次类型的所有层中获取数据,此星号只对气压层有效,即Level Code为100,非星号表示只从Level Code定义的层次类型的一个层次获取数据。
Level2用于由两个值定义的层次类型,比如某一厚度的平均值或累计值。
RE2 GR I D Na me用于标识模式系统中变量的字符串, REGR I D Units用于标识变量的单位,REGR I D De2 scri p ti on则是对变量的一个文本描述。
表1 适合于J MA数据集的V table表GR I B Code Level Code Level1Level2REGR I D Na me REGR I D Units REGR I D Descri p ti on 111003T K Te mperature 331003U m s{-1}U341003V m s{-1}VRH%Relative Hum idity 181003DEPR K DEPR71003HGT m Height 111000T K Temperature at2m 3310U m s{-1}U at10m 3410V m s{-1}V at10mRH%Relative Hum idity at2m 1810DEPR K DEPR at2m 21020P MS L Pa Sea2level Pressure MM5初始场的形成需要相对湿度这个变量,而J MA原始资料并没有提供,数据集中仅仅提供了温度露点差(DEPR),因此可以从温度露点差、气压和温度来导出相对湿度,从温度露点差到相对湿度的转换已经被包含在p regrid程序中,需要做的只是在V table表中添加相对湿度这一行,因为它不存在于原始文件中,所以表1中有关相对湿度的行没有GR I B Code,这一点与GFS资料存在显著差异。
3 天气概况和数值试验简介3.1 台风Ranani m概况0414号台风Ranani m于2004年8月8日20时(北京时,下同)在吕宋岛以东洋面上生成,生成后向偏北方向移动。
10日05时发展成强热带风暴,并向西北方向移动。
11日02时增强为台风。
12日20时在浙江省温岭市石塘镇登陆,登陆时产生异常激烈的天气现象,无论风力、降水还是登陆时的强度,都超过了7209号、9417号及9711号台风。
登陆后强度逐渐减弱,并向偏西方向移动。
13日02时减弱为强热带风暴,08时减弱为热带风暴,11时离开浙江省进入江西省境内,14时减弱为热带低压。
15日05时消亡。
3.2 试验方案设计采用前面形成的J MA时间间隔为6h、水平分辨率为1.25°×1.25°的预报场为模式的第一猜测场,在模式初始化过程中使用了常规探空、船舶和地面观测资料,最终形成模式的初始场,对台风未进行人工处理。
设计双向反馈两重嵌套网格,粗、细网格格距分别为45km和15km。
模式中心点为(28°N, 115°E),格点数为121×121,垂直方向取23层σ坐标,模式顶为100hPa。
粗、细网格均采用B lackdar 行星边界层参数化方案、Reisner软雹方案和云辐射76气象与环境科学第30卷方案,分别采用Betts 2M iller 和Grell 对流参数化方案,侧边界分别为张弛和时变边界,时间积分步长分别为90s 和30s,积分时间为48h,基本涵盖了热带气旋登陆前后的全过程,为求得模拟状态的逼真,在模拟过程中采用了客观分析资料全程四维同化。
4 试验结果验证主要从台风路径、移速、中心气压、地面最大风速、降水等方面对模拟结果与实况进行对比验证。
由于细网格更能直接反映台风系统的中尺度特征,故仅分析讨论细网格的模拟结果。
4.1 路径和移速的数值模拟结果图1是中央气象台定位的Ranani m 实况路径和J MA 数值预报、MM5数值预报(采用J MA 做初始场,下同)预报路径图,其中实线为实况路径,虚线为预报路径。
不难看出,这3条路径是比较接近的,3者的移动方向基本吻合,都是向西北偏西方向移动,特别是在台风登陆前3条移动路径非常一致,说明对台风Ranani m 路径模拟基本是成功的。
但这3条路径在台风登陆后存在一定的差异,表现在登陆后无论J MA 还是MM5的预报路径都较实况偏北,误差较大。
Ranani m 登陆后有一个短暂的突然西折过程,虽然J MA 也预报出来,但西折点较实况明显偏北,而MM5基本没有预报出来。
图1 台风Ranani m 路径a 为J MA 预报,b 为MM5预报,c 为实况,“・”为12日20时位置 图2为台风登陆时刻预报和实况的海平面气压场。
从台风登陆时间和地点看,MM5预报较优于J MA 预报,与实况十分接近,而J MA 预报在登陆时间上有明显提前,地点也有所偏北。
图2 12日20时海平面气压a 为J MA 预报,b 为MM5预报,c 为实况,单位:2hPa 表2给出了间隔为6h 的J MA 和MM5的48h 路径预报误差。
由表2可见,随着预报时效的延长,表2 Ranani m 48h 路径预报误差时次/(时/日)08/1214/1220/1202/1308/1314/1320/1302/1408/14J MA 16345945138152144191166MM511518826712918116566预报误差显著增大,后24h 约为前24h 的3倍左右。
对比分析MM5和J MA 误差数据可知,除个别时次外,MM5较J MA 在台风路径预报误差上有明显减小,024h 和2448h 平均误差分别减小21.6km 和36.6km 。
Ranani m 登陆前有个移速明显加快的时段,图3给出了预报和实况6h 平均移速对比图。