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美国天气预测模型 GFS 终于获得期待已久的更新

搭载了「FV3」核心的新模式,将与欧洲的系统一较高下。

Andy Yang
2019 年 6 月 13 日, 下午 01:50

在气象预测界,「天气模型」是个非常重要的分支,利用超级电脑来模拟大气环境与条件,从当前的大气状况向未来推算天气的可能变化方式。除了提供一周预报外,更重要的是对于灾害天气的防治,像是台风/飓风路径的预测、降雨量的推估等,是现代气象预报不可或缺的工具。

由于模型的推演需要极强大的电脑运算力与理论基础的支撑,长期以来气象模型的发展都被视为是国力的一种象征,各国都会试图开发自己的系统,并且比较模型的准确性。目前最大、最复杂的两套系统分别是美国国家气象局 (NWS) 的 Global Forecasting System (GFS) 与欧洲中期天气预报中心(ECMWF) 的 Integrated Forecast System (IFS),每年到了台风季,两套系统谁对于路线和强度的掌握更加准确,总是个在天气爱好者间被拿来比较的话题。

两者当中,GFS 相对是一套比较老的系统,里面的核心动态模型已经近 40 年没有更动,在 2015 年珊迪飓风时的预测大输给 ECMWF,对美国更是一大打击。因此近年间 NWS 先是大幅提升了电脑的运算力,由 776 TFlops 增加了十倍到 8.4 PFlops,并且开始试验性地运转一套新的核心动态模型,名为 Finite-Volume Cubed-Sphere,简称 FV3。FV3 除了能更有效率地利用电脑资源之外,也能更好地模拟垂直的气流变化,让它对雷暴、热带气旋等天气现象有更好的掌握度。在试运转了一段时间后,今天 NWS 终于宣布了由 FV3 取代旧核心,并启用了新的 GFS 系统。

然而,并不是所有人都对 FV3 的表现有信心。就以当前的状况来说,FV3 在某些地方比旧核心优异,但在其他地方又有所不足,特别是对于热带气旋路径与强度的预报来说,虽然有对垂直气流的特别观注,但准确性依然大致上与旧系统在伯仲之间。因此虽然 FV3 赶在了 2019 年的飓风季前夕启用,但是否真能与 ECMWF 抗衡,目前还不好说。只是旧的 GFS 模型经过这几十年的演化,已经差不多走到了极限,如果美国想要进一步提升预报准确性的话,换成新模型是势在必行的事。只能希望 FV3 能在未来几年内持续不断进步,为我们带来更准确的预报啰!

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