每6小时更新一次！NOAA的新全球模式：它如何处理热带气旋？

美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的一系列数值天气预报模型在全球范围内得到了重大升级，并于周三正式发布。全球预报系统(GFS)已经切换到一个新的动态核心来生成指导，该核心可扩展到16天(384小时)，并每6小时更新一次。测试表明，新的有限体积立方球体动力核心(F3），自去年以来一直在测试模式下运行，将为包括热带气旋在内的各种天气特征的预测带来许多改进。

美国国家海洋和大气管理局代理局长尼尔·雅各布斯在周三的新闻发布会上说，这是我们正在努力为国家提供最好的预报产品和服务的一个重要里程碑。F3是NOAA旗舰全球天气预报模型自1980年引入全球光谱模型并于2002年重组为GFS以来最大的核心变化。F3还将作为NOAA下一代全球预测系统(NGGPS)的锚。NOAA在一份总结报告中说，该系统“将成为未来几十年运行预测指导系统的基础”，该报告拉开了NGGPS开发的序幕。

截至周三，新的GFS运行的版本是F3，它解决了今年早些时候引起注意的几个bug，包括在较低的大气中运行太冷的倾向，以及在某些情况下产生不切实际的高降雪总量。美国国家海洋和大气管理局国家环境预测中心的环境模型中心(EMC)主任布莱恩·格罗斯在新闻发布会上说，我们看到冷偏见正在减少，但还没有完全消除。

格罗斯总结了新的第十五版全球预报系统在处理热带气旋方面的潜力，比以往的全球预报系统版本更有技巧。格罗斯在周三的新闻发布会上说，总的来说，我们看到全球所有飓风中心的飓风轨迹预测都有所改善。我们也看到了强度预测方面的进步。我们希望从飓风路径和强度的升级中获益。

F3标志着轨道预测稳步向前迈进了一步。自上世纪90年代以来，轨道预测的误差已减少了一半以上。在2015年、2016年、2017年和2018年早期的大西洋季节测试中，F3在四天内的平均航迹误差小于120海里(140英里)，而“老”GFS的平均航迹误差超过140海里。2019年初对F3的调整略微增加了轨道的改进。问题是，在第6天之后，旧的GFS在跟踪精度上比基于f3的版本做得更好，这一点值得注意，因为美国国家飓风中心(National Hurricane Center)正向7天预报迈进。对大西洋的测试也显示，这条航线的收益主要较弱的热带气旋，因此，2019年及以后，F3在飓风、热带风暴和热带低气压方面的表现将值得。

飓风强度的预测依赖于模型难以重现的小规模特征(尤其是全球模型)，天气预报人员一直难以在预测飓风强度方面取得持续的进展。F3的第一个版本在预测热带气旋的峰值风速方面只显示了微小的变化，但现在使用的更新显示，大西洋在大多数时间内的误差减少了2-4节。这种改善在很大程度上似乎源于对中央压力的更准确描述。之前的GFS版本以过度加深最强烈的风暴而闻名，导致难以置信的深度气旋和不切实际的若风。

美国海军研究实验室专门研究热带气旋的博士后研究员菲利普·帕平(Philippe Papin)说，新的F3模拟更接近于最佳风压关系，这可能是当前F3模型中改进了的数学和物理学的结果。我不认为我们会看到很多次低于900-hPa的热带气旋，伴随的风小于120-kt，这在以前的GFS运行中很常见。格罗斯在新闻发布会上说，每一次升级都会有一些优点和缺点。F3处理对流和积云(积云参数化)的方式与以前的GFS没有变化。他说，这就是为什么加勒比地区的GFS输出中会出现大量不现实的早期季节飓风的原因之一。