陆面是地球系统的重要组成部分，也是影响天气预报准确性的关键因素之一。目前集合预报已成为估计陆面过程不确定性的一种有效手段。然而，现阶段集合预报往往离散度不足，不能完全表征陆面过程的不确定性。

解决低离散度问题的关键，是选择对预报结果有较大影响的参数进行有效扰动。事先比较不同陆面参数的扰动效果，成为一步重要的工作。

基于以上设想，地表过程与资源生态国家重点实验室高志博博士与郭彦副教授等设计了三组与陆面参数有关的扰动实验，分别为陆面模式扰动实验 (LSMPE)、初始土壤湿度扰动实验 (ISMPE) 以及陆面-大气耦合强度扰动实验 (LCCPE)。另外，还有一组与大气扰动有关的对照实验（GEFSPE），通过比较几组实验的集合离散度以及误差，来确定各个参数对短时预报的影响。所有的实验成员均从2019年4月1日开始积分，一次积分24 h，一共积分40天，所用的模式为中尺度WRF模式。

结果表明，在所有陆面参数扰动实验中，陆面模式扰动实验能代表最大的不确定性且误差最小；土壤湿度扰动实验的离散度要比耦合强度扰动实验稍大，但是耦合强度的减弱能有效降低区域平均降水量。这些结果将为未来集合预报的设计提供重要参考。

图1. 四组试验（a）2 m温度、（b）10 m风速的集合平均的均方根误差(虚线)和集合离散度(实线)

图2. (a) 4组试验24 h累计降水集合平均的均方根误差(虚线)和集合离散度（实线）。(b) 不同耦合强度下24 h区域平均累计降水比值

该研究目前发表在Atmospheric and Oceanic Science Letters,，受到国家重点研发项目（No. 2017YFC1502103）、南方海洋科学与工程广东省实验室引进人才重点专项(GML2019ZD0601) 和国家自然科学基金（No. 41875136 & No. 41305099）共同资助。

引用：

Gao, Z., J. Zhu, Y. Guo, X. Yan, X. Wang, H. Li, and S. Li (2021), Comparison of different land-surface perturbation methods in short-range ensemble forecasts, Atmospheric and Oceanic Science Letters, doi: https://doi.org/10.1016/j.aosl.2021.100045