GFS: Global Forecast System 384-Hour Predicted Atmosphere Data

NOAA/GFS0P25
数据集可用时间
2015-07-01T00:00:00Z–2025-09-01T12:00:00Z
数据集提供方
Earth Engine 片段
ee.ImageCollection("NOAA/GFS0P25")
频率
6 小时
标签
气候 通量 预报 地球物理 湿度 ncep noaa 降水 辐射 温度 蒸汽 天气
emc
gfs

说明

全球预报系统 (GFS) 是由美国国家环境预报中心 (NCEP) 生成的天气预报模型。GFS 数据集包含选定的模型输出(如下所述),以网格化预报变量的形式呈现。384 小时预报以 1 小时(最多 120 小时)和 3 小时(120 小时后)为预报间隔,以 6 小时为时间分辨率(即每天更新四次)。使用“creation_time”和“forecast_time”属性选择感兴趣的数据。

GFS 是一种耦合模型,由大气模型、海洋模型、陆地/土壤模型和海冰模型组成,这些模型共同作用,可准确呈现天气状况。请注意,此模型可能会发生变化;如需了解详情,请参阅全球预报/分析系统的近期修改历史记录文档。小时之间和天之间可能存在显著波动,因此需要在分析之前对频段应用降噪技术。

请注意,可用的预报小时数和间隔时间已随时间而变化:

  • 2015 年 4 月 1 日至 2017 年 7 月 9 日:36 小时天气预报,不包括第 0 小时,每 3 小时一次。
  • 2017 年 7 月 9 日至 2021 年 6 月 11 日:384 小时预报,0-120 小时每 1 小时间隔一次,120-240 小时每 3 小时间隔一次,240-384 小时每 12 小时间隔一次。
  • 自 2021 年 6 月 12 日起:384 小时预报,时间间隔为 1 小时(从第 0 小时到第 120 小时)和 3 小时(从第 120 小时到第 384 小时)。

部分频段仅在 2025 年 1 月 15 日之后提供,如频段说明中所述。

频段

像元大小
27,830 米

波段

名称 单位 最小值 最大值 像素尺寸 说明
temperature_2m_above_ground °C -69.18* 52.25*

地面以上 2 米处的温度

specific_humidity_2m_above_ground 质量分数 0* 0.03*

地面以上 2 米处的比湿

dew_point_temperature_2m_above_ground °C -81.05* 29.05*

地面以上 2 米处的温度(自 2025 年 1 月 15 日起提供)

relative_humidity_2m_above_ground % 1* 100.05*

地面以上 2 米处的相对湿度

maximum_temperature_2m_above_ground °C -60.73* 59.28*

地面以上 2 米处的最高气温(自 2025 年 1 月 15 日起提供,但仅适用于 forecast_hours > 0 的资产)

minimum_temperature_2m_above_ground °C -63.78* 59.39*

地面以上 2 米处的最低温度(从 2025 年 1 月 15 日开始提供,但仅适用于 forecast_hours > 0 的资产)

u_component_of_wind_10m_above_ground 米/秒 -60.73* 59.28*

地面以上 10 米处的风的 U 分量

v_component_of_wind_10m_above_ground 米/秒 -63.78* 59.39*

地面以上 10 米处的风的 V 分量

total_precipitation_surface kg/m^2 0* 626.75*

前 1-6 小时的地面累积降水量,具体取决于“forecast_hours”属性的值,计算公式为 ((F - 1) % 6) + 1(仅适用于 forecast_hours > 0 的资源)。

因此,为了计算小时 X 的总降水量,应避免重复计算,方法是仅对 forecast_hours 为 6 的倍数加上任何余数(以达到 X)的值求和。这也意味着,若要确定第 X 小时的降水量,必须减去前一小时的值,除非 X 是 6 小时窗口中的第一个小时。

precipitable_water_entire_atmosphere kg/m^2 0* 100*

整个大气层的可降水量

u_component_of_wind_planetary_boundary_layer 米/秒 -66.8* 62.18*

风的行星边界层 U 分量(自 2025 年 1 月 15 日起提供)

v_component_of_wind_planetary_boundary_layer 米/秒 -63.08* 57.6*

风行星边界层的 V 分量(自 2025 年 1 月 15 日起提供)

gust 米/秒 0* 57.41*

风速(阵风)(自 2025 年 1 月 15 日起提供)

precipitation_rate kg/m^2/s 0* 0.032*

降水率(自 2025 年 1 月 15 日起提供)

haines_index 2* 6*

Haines 指数(自 2025 年 1 月 15 日起提供)

ventilation_rate m^2/s 0* 234000*

通风率(自 2025 年 1 月 15 日起提供)

total_cloud_cover_entire_atmosphere % 0* 100*

整个大气层的总云量(之前仅适用于 forecast_hours > 0 的资产,但从 2025 年 1 月 15 日起,也适用于 forecast_hours == 0 的资产)

downward_shortwave_radiation_flux W/m^2 0* 1230*

向下短波辐射通量(仅适用于 forecast_hours > 0 的天气资产)

downward_longwave_radiation_flux W/m^2 0* 100*

向下长波辐射通量(自 2025 年 1 月 15 日起提供,但仅适用于 forecast_hours > 0 的资源)

upward_shortwave_radiation_flux W/m^2 0* 1230*

向上短波辐射通量(自 2025 年 1 月 15 日起提供,但仅适用于 forecast_hours > 0 的资产)

upward_longwave_radiation_flux W/m^2 0* 100*

向上长波辐射通量(自 2025 年 1 月 15 日起提供,但仅适用于 forecast_hours > 0 的资产)

planetary_boundary_layer_height 7.77* 6312.67*

行星边界层高度(自 2025 年 1 月 15 日起提供)

* 估算的最小值或最大值

图像属性

图像属性

名称 类型 说明
creation_time DOUBLE

创建时间

forecast_hours 双精度

预测的小时数

forecast_time DOUBLE

预报时间

使用条款

使用条款

NOAA 的数据、信息和产品,无论通过何种方式提供,均不受版权保护,且公众后续使用不受限制。一旦获取,即可用于任何合法用途。上述数据属于公共领域,使用和分发不受限制。

引用

引用:
  • Alpert, J.,2006 年,NCEP 的次网格尺度山脉阻塞,第 20 届 WAF/第 16 届 NWP 会议,第 2.4 页。

  • Alpert, J. C. S-Y. Hong 和 Y-J. Kim:1996 年,“Sensitivity of cyclogenesis to lower troposphere enhancement of gravity wave drag using the EMC MRF”,Proc. 11 Conf. On NWP,诺福克,322-323。

  • Alpert,J,, M. Kanamitsu, P. M. Caplan, J. G. Sela, G. H. White 和 E. Kalnay,1988 年:NMC 中期预报模型中的山脉诱发重力波阻力形参化。Pre-prints, Eighth Conf. on Numerical Weather Prediction, Baltimore, MD, Amer. Meteor. Soc., 726-733。

  • Buehner, M.、J. 莫诺和 C. Charette,2013 年:用于全球确定性天气预报的四维集合变分数据同化。Nonlinear Processes Geophys.,20, 669-682.

  • Chun, H.-Y. 和 J.-J. Baik,1998 年:Momentum Flux by Thermally Induced Internal Gravity Waves and Its Approximation for Large-Scale Models。J. Atmos。Sci., 55, 3299-3310.

  • Chun, H.-Y.,Song, I.-S.、Baik, J.-J. and Y.-J. Kim. 2004 年:NCAR CCM3 中对流强制重力波阻力形参化的影响。 J. Climate, 17, 3530-3547.

  • Chun, H.-Y.,Song, M.-D.,Kim, J.-W. 和 J.-J. Baik,2001 年:积云对流引起的重力波阻力对大气环流的影响。J. Atmos。Sci., 58, 302-319.

  • Clough, S.A.、M.W. Shephard、E.J. Mlawer、J.S. Delamere、M.J. Iacono、K.Cady-Pereira、S. Boukabara 和 P.D. Brown,2005 年:大气辐射传输建模:AER 代码摘要,J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer,91,233-244。 doi:10.1016/j.jqsrt.2004.05.058

  • Ebert, E.E. 和 J.A. Curry,1992 年:气候模型中冰云光学性质的形参化。J. Geophys. Res., 97, 3831-3836.

  • Fu, Q.、1996 年:气候模型中卷云太阳辐射属性的精确形参化。J. Climate, 9, 2058-2082.

  • Han, J. 和 H.-L. Pan,2006 年:飓风强度预报对对流动量输送参数化的敏感性。周一。天气。Rev., 134, 664-674.

  • Han, J. 和 H.-L. Pan,2011 年:NCEP 全球预报系统中对流和垂直扩散方案的修订。Weather and Forecasting, 26, 520-533.

  • Han, J.、M. Witek, J. Teixeira, R. Sun, H.-L. Pan, J. K. Fletcher, 以及 C. 韩Bretherton,2016 年:在 NCEP GFS 中实现混合涡流扩散率质量通量 (EDMF) 边界层形参化,其中包含耗散加热和改进的稳定边界层混合。Weather and Forecasting, 31, 341-352.

  • Hou, Y.、韩Moorthi 和 K. Campana,2002 年:NCEP 模型中太阳辐射传输的形参化,NCEP Office Note #441,第 46 页。 点击此处获取

  • Hu, Y.X. 和 K. Stamnes,1993 年:一种适用于气候模型的水云辐射属性的精确形参化方法。J. Climate,6,728-74。

  • Iacono, M.J.、E.J. Mlawer、S.A. Clough 和 J.-J. Morcrette,2000 年:改进的长波辐射模型 RRTM 对 NCAR 社区气候模型 CCM3 的能量收支和热力学性质的影响,J. Geophys. Res., 105(D11),14,873-14,890.2。

  • Johansson, Ake,2008 年:NCEP 全球天气和气候预报系统中的对流强制重力波阻力,SAIC/环境建模中心内部报告。

  • Juang, H-M 等人,2014 年:纪念 John Roads 和 Masao Kanamitsu 的区域光谱模型研讨会,BAMS,A.符合。Soc, ES61-ES65.

  • Kim, Y.-J. 和 A. Arakawa (1995),使用中尺度重力波模型改进地形重力波形参化,J. Atmos。Sci.,52,875-1902。

  • Kleist, D. T.,2012 年:An evaluation of hybrid variational-ensemble data assimilation for the NCEP GFS,博士论文,马里兰大学科利奇帕克分校大气与海洋科学系,149 页。

  • Lott, F 和 M. J. Miller:1997 年,“A new subgrid-scale orographic drag parameterization: Its formulation and testing”,QJRMS,123,第 101-127 页。

  • Mlawer, E.J.,S.J. Taubman、P.D. Brown、M.J. Iacono 和 S.A. Clough,1997 年:非均匀大气层的辐射传输:RRTM,一种经过验证的长波相关 k 模型。J. Geophys. Res., 102, 16663-16682.

  • Sela, J.,2009 年:将 sigma-pressure 混合坐标实现到 GFS 中。NCEP Office Note #461,第 25 页。

  • Sela, J.,2010 年:推导了 GFS 的 sigma 压力混合坐标半拉格朗日模型方程。NCEP Office Note #462 第 31 页。

  • Yang, F.、2009 年:On the Negative Water Vapor in the NCEP GFS: Sources and Solution。23rd Conference on Weather Analysis and Forecasting/19th Conference on Numerical Weather Prediction,2009 年 6 月 1-5 日,内布拉斯加州奥马哈。

  • Yang, F.、K. Mitchell, Y. Hou, Y. Dai, X. 曾志Wang,和 X. Liang,2008 年:地表反照率对太阳天顶角的依赖性:观测和模型形参化。Journal of Applied Meteorology and Climatology.No.11, Vol 47, 2963-2982.

DOI

通过 Earth Engine 探索

代码编辑器 (JavaScript)

var dataset = ee.ImageCollection('NOAA/GFS0P25')
                  .filter(ee.Filter.date('2018-03-01', '2018-03-02'));
var temperatureAboveGround = dataset.select('temperature_2m_above_ground');
var visParams = {
  min: -40.0,
  max: 35.0,
  palette: ['blue', 'purple', 'cyan', 'green', 'yellow', 'red'],
};
Map.setCenter(71.72, 52.48, 3.0);
Map.addLayer(temperatureAboveGround, visParams, 'Temperature Above Ground');
在代码编辑器中打开