每6小時更新一次！NOAA的新全球模式：它如何處理熱帶氣旋？

如何預報氣旋

美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）的一系列數值天氣預報模型在全球範圍內得到了重大升級，並於週三正式釋出。全球預報系統（GFS）已經切換到一個新的動態核心來生成指導，該核心可擴充套件到16天（384小時），並每6小時更新一次。測試表明，新的有限體積立方球體動力核心（FV3），自去年以來一直在測試模式下執行，將為包括熱帶氣旋在內的各種天氣特徵的預測帶來許多改進。

美國國家海洋和大氣管理局代理局長尼爾·雅各布斯在週三的新聞釋出會上說，這是我們正在努力為國家提供最好的預報產品和服務的一個重要里程碑。FV3是NOAA旗艦全球天氣預報模型自1980年引入全球光譜模型並於2002年重組為GFS以來最大的核心變化。FV3還將作為NOAA下一代全球預測系統（NGGPS）的錨。NOAA在一份總結報告中說，該系統“將成為未來幾十年執行預測指導系統的基礎”，該報告拉開了NGGPS開發的序幕。

截至週三，新的GFS執行的版本是FV3，它解決了今年早些時候引起注意的幾個bug，包括在較低的大氣中執行太冷的傾向，以及在某些情況下產生不切實際的高降雪總量。美國國家海洋和大氣管理局國家環境預測中心的環境模型中心（EMC）主任布萊恩·格羅斯在新聞釋出會上說，我們看到冷偏見正在減少，但還沒有完全消除。

格羅斯總結了新的第十五版全球預報系統在處理熱帶氣旋方面的潛力，比以往的全球預報系統版本更有技巧。格羅斯在週三的新聞釋出會上說，總的來說，我們看到全球所有颶風中心的颶風軌跡預測都有所改善。我們也看到了強度預測方面的進步。我們希望從颶風路徑和強度的升級中獲益。

FV3標誌著軌道預測穩步向前邁進了一步。自上世紀90年代以來，軌道預測的誤差已減少了一半以上。在2015年、2016年、2017年和2018年早期的大西洋季節測試中，FV3在四天內的平均航跡誤差小於120海里（140英里），而“老”GFS的平均航跡誤差超過140海里。2019年初對FV3的調整略微增加了軌道的改進。問題是，在第6天之後，舊的GFS在跟蹤精度上比基於fv3的版本做得更好，這一點值得注意，因為美國國家颶風中心（National Hurricane Center）正向7天預報邁進。對大西洋的測試也顯示，這條航線的收益主要來自較弱的熱帶氣旋，因此，2019年及以後，FV3在颶風、熱帶風暴和熱帶低氣壓方面的表現將值得關注。

颶風強度的預測依賴於模型難以重現的小規模特徵（尤其是全球模型），天氣預報人員一直難以在預測颶風強度方面取得持續的進展。FV3的第一個版本在預測熱帶氣旋的峰值風速方面只顯示了微小的變化，但現在使用的更新顯示，大西洋在大多數時間內的誤差減少了2-4節。這種改善在很大程度上似乎源於對中央壓力的更準確描述。之前的GFS版本以過度加深最強烈的風暴而聞名，導致難以置信的深度氣旋和不切實際的若風。

美國海軍研究實驗室專門研究熱帶氣旋的博士後研究員菲利普·帕平（Philippe Papin）說，新的FV3模擬更接近於最佳風壓關係，這可能是當前FV3模型中改進了的數學和物理學的結果。我不認為我們會看到很多次低於900-hPa的熱帶氣旋，伴隨的風小於120-kt，這在以前的GFS執行中很常見。格羅斯在新聞釋出會上說，每一次升級都會有一些優點和缺點。FV3處理對流和積雲（積雲引數化）的方式與以前的GFS沒有變化。他說，這就是為什麼加勒比地區的GFS輸出中會出現大量不現實的早期季節颶風的原因之一。