本项目将围绕中尺度可预报性、适应性观测与资料敏感性这密切相关的三个科学问题开展研究,重点研究中尺度天气系统的误差增长、扰动最优发展的动力学过程,从理论上探讨中尺度天气系统扰动发展、误差增长的普遍特征以及在中尺度天气数值预报中可能的应用;在此基础上,发展新的适应性观测动力学方法,从而为更准确地、更快速度确定适应性观测的地点、时间提供条件;研究高精度观测资料对我国强对流降水系统的预测或模拟的影响和敏感
项目主要研究(1)误差增长动力学与中尺度可预报性;(2)不同资料对中尺度预报的影响与敏感性;(3)适应性观测策略及其应用;(4)中尺度地形流动;(5)湿大气中尺度地形动力学。从一般动力学框架研究了中尺度系统中初始误差快速增长的动力学机制问题,特别是对流对误差增长及其中尺度可预报性极限的影响作用。对流不稳定发展及误差引起对流形成时空上的差异,导致初始误差在振幅和尺度的快速增长,进一步影响中尺度降水,相应限制了中尺度系统可预报性极限。初始误差快速增长与初始相对湿度有关,初始相对湿度越大,误差增长率越大。对流及其不稳定性是导致中尺度系统初始误差快速增长及可预报性极限最关键因素。弱斜压背景下的暖季中尺度降水系统,其中尺度可预报性与强斜压性背景下的对流系统相类似,但误差增长率要小,误差增长存在多个不同特征的阶段。基于伴随技术,提出了中尺度湿伴随敏感性问题,发现强降水系统中对流启动过程对不同初始资料具有不同敏感性。提出了适应性观测的时间策略问题,研究提出三种不同适应性观测策略时间、空间及其时-空策略。重点研究这些不同适应性观测策略之间的差异、不同观测误差、观测密度等对于数值预报改进的影响作用。