张进，孙健，沈学顺，等．ＣＭＡＧＦＳＶ４．０模式关键技术研发和业务化．应用气象学报，２０２３，３４（５）：５１３５２６．ＤＯＩ：１０．１１８９８／１００１７３１３．２０２３０５０１犆犕犃犌犉犛犞４．０模式关键技术研发和业务化张进１）２）孙健１）２）沈学顺１）２）苏勇１）２）马占山１）２）井浩１）２）刘奇俊１）２）张红亮１）２）蒋沁谷１）２）陈峰峰１）２）李?１）２）金之雁１）２）伍湘君１）２）梁妙玲１）２）刘琨１）２）１）（中国气象局地球系统数值预报中心，北京１０００８１）２）（中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室，北京１０００８１）摘要针对ＣＭＡＧＦＳＶ３．３强降水预报偏弱、西北太平洋副热带高压等天气系统预报衰减偏快以及模式计算效率偏低等问题，对模式物理过程与动力框架关键技术开展研发改进。在预报性能方面，通过在云微物理方案中增加霰粒子相关的微物理过程、调整蒸发速率，并在积云对流方案中改进触发条件、卷入率、准平衡闭合假定等关键因子的参数化方法，缓解模式强降水预报不足和小雨过多的问题；采用质量守恒修正算法解决模式长时间积分质量损失问题，改善天气形势预报。在计算效率方面，研制二维参考廓线方案延长模式积分时间步长，开发预条件经典斯蒂菲尔迭代（ＰＣＳＩ）算法提高Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ方程的求解效率，对辐射方案、预估修正算法等进行计算效率优化。通过上述关键技术的研发和应用，ＣＭＡＧＦＳ在降水和天气形势方面的预报技巧得到显著提升，计算效率提高１／３左右，满足模式在０．１２５°分辨率下业务运行的时效要求，为ＣＭＡＧＦＳＶ３．３升级到Ｖ４．０奠定了基础。关键词：ＣＭＡＧＦＳ；云微物理；对流参数化；质量守恒修正；参考廓线引言数值预报是现代天气预报领域的核心技术。２１世纪初中国气象局（ＣＭＡ）组织研发具有自主知识产权的全球区域一体化同化预报系统ＧＲＡＰＥＳ（Ｇｌｏｂａｌ／ＲｅｇｉｏｎａｌＡｓｓｉｍｉｌａｔｉｏｎａｎｄＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）［１２］。目前，ＣＭＡ基于ＧＲＡＰＥＳ已经建立一整套完备的数值天气预报业务体系［３］，涵盖全球中期［４］、有限区域［５６］、集合预报［７８］、台风［９１１］等多种业务系统，为我国天气预报业务和防灾减灾工作提供重要的科技支撑。全球中期数值预报系统ＣＭＡＧＦＳ（原ＧＲＡＰＥＳ＿ＧＦＳ）在该体系中处于核心地位，不...
