La prévision d'ensemble permettant la convection a une valeur significative pour la recherche et l'application, et la méthode de génération de perturbation initiale joue un rôle important dans l'amélioration de sa précision. Récemment, un groupe de recherche dirigé par Chaohui Chen de l'Université nationale de technologie de la défense a proposé une nouvelle méthode pour générer une perturbation initiale en tenant pleinement compte de la forte localité d'un système météorologique convectif. Les résultats expérimentaux confirment qu'il peut améliorer l'effet de la prévision d'ensemble permettant la convection. Cette recherche innovante a été publiée dans Science Chine Sciences de la Terre .

Maintenant, les prévisions d'ensemble de conditions initiales sont relativement matures à moyen-long terme et à des échelles climatiques et ont formé des méthodes de génération de perturbations correspondantes. Cependant, de nombreux problèmes existent dans l'application directe de ces méthodes dans la prévision d'ensemble permettant la convection, comme la faible divergence du système de prévision d'ensemble et la tendance de l'ensemble à converger. En général, l'approche dominante à la fois en Chine et à l'étranger consiste à utiliser l'orthogonalité pour lutter contre la dispersion ou l'indépendance dans la prévision d'ensemble à court terme ou à échelle convective comme le filtre de Kalman de transformation d'ensemble (ETKF). Mais toutes ces méthodes présentent certains inconvénients.

Basé sur la méthode conventionnelle de sélection des modes de culture (BGM), cet article a proposé une méthode BGM locale (LBGM) considérant la forte localité d'un système météorologique convectif, ce qui est différent des méthodes existantes. La méthode BGM engendre la perturbation initiale via le cycle de prédiction à court terme du modèle lui-même. Dans la méthode BGM conventionnelle, la perturbation d'ensemble doit être redimensionnée après chaque cycle de reproduction, dans lequel le facteur d'échelle est simplement fonction du niveau vertical. C'est-à-dire que les facteurs d'échelle pour tous les points sur le même niveau vertical sont identiques (Fig1 (a)). Cependant, l'inhomogénéité horizontale dans la distribution des variables physiques doit également être prise en compte pour les systèmes de prévision d'ensemble permettant la convection avec une forte localité et indépendance. Par conséquent, le rayon d'impact est introduit pour déterminer l'espace local de chaque point et le facteur d'échelle est calculé en fonction de l'erreur quadratique moyenne de perturbation (RMSE) des points dans l'espace local de chaque point (Fig1(b)). On peut voir que la méthode LBGM utilise la perturbation RMSE en des points dans une certaine plage autour d'un point pour déterminer le facteur d'échelle en ce point, qui incorpore des informations locales dans la perturbation redimensionnée. Simultanément, la portée de la zone locale peut être ajustée en attribuant différents rayons d'impact.

Pour tester l'effet de la méthode LBGM, cet article présente une évaluation préliminaire en termes de sa structure de perturbation, diffusion d'ensemble, et le RMSE prévisionnel. Les résultats expérimentaux confirment que des caractéristiques plus locales de perturbation sont incorporées après rééchelonnement via la méthode LBGM et la méthode reflète également l'interaction entre les points de la grille. Pour les variables physiques de perturbation et certains éléments météorologiques proches de la surface, le spread d'ensemble généré par la méthode LBGM est supérieur à celui généré par le BGM conventionnel et le RMSE prévisionnel du LBGM est inférieur à celui du BGM traditionnel. Pendant ce temps, le système de prévision d'ensemble montre de meilleures performances avec le nouvel algorithme.

La méthode LBGM basée sur la BGM conventionnelle est conceptuellement nouvelle. Comme il ne nécessite aucune ressource de calcul supplémentaire, cette méthode a un grand potentiel d'application dans la prévision d'ensemble permettant la convection.