【摘要】：利用WRF模式和GSI同化系統(tǒng)同化美國最新一代的ATMS和CrIS衛(wèi)星資料,探討衛(wèi)星輻射資料同化對青藏高原天氣要素預報準確性的影響。進行了四組試驗模擬,即無資料同化的控制試驗(CTRL)和三組同化試驗,三組同化試驗分別為:只用常規(guī)觀測資料進行同化(CONV)、常規(guī)觀測資料和ATMS衛(wèi)星資料同化(ATMS)、常規(guī)觀測資料和CrIS衛(wèi)星資料同化(CRIS)。分析了模式對2015年1月及7月的溫度場、相對濕度場和風場的預報能力,除了分析近地表2米處溫度場、2米處相對濕度場及10米處風場外,也分析了高地形區(qū)域以及低地形區(qū)域不同高度層上氣象要素的預報能力。ATMS和CRIS同化對青藏高原天氣要素的預報效果顯示,ATMS同化試驗可以有效地增進7月份低地形區(qū)域的2m溫度場、7月份高地形區(qū)域2m相對濕度場以及1月份高地形區(qū)域10m風場的F24H (0-24小時)、L24H (24-48小時)預報能力;CRIS同化對1月份高地形區(qū)域2m溫度場F24H預報、1月份與7月份高地形區(qū)域10m風場F24H與L24H預報有改善效果。就垂直分層而言,CRIS同化試驗中不管在哪個高度分層都無法有效地改進模式預報能力,ATMS同化試驗則對不同分層、不同變量場有著不一樣的預報效果影響。資料同化后溫度場預報主要的誤差來源是系統(tǒng)性誤差,而相對濕度場和風場在同化后主要誤差是由非系統(tǒng)性誤差所造成。整體上ATMS同化試驗效果優(yōu)于CRIS同化試驗,同化后對風場預報效果較溫度場及相對濕度場要好。此外,對2015年7月青藏高原的降水進行分析,結果表明模式預報的月平均降水在高原的迎風側有高估且降水帶有向北移的現象,而在雨帶的南側存在降水量的低估。此外,雨影效應主要影響降水量級的預測,但主要的降水帶依然可以成功預報。模式模擬的F24H和L24H的降水偏差主要高估了降水量,這與以前的研究一致。但是在7月的3-5日,13-16日和22-25日這三次強降水期間,F24H累積降水量被低估。7月3-5日模式中預報的水汽傳輸量比觀測要小,導致模式無法準確預報強降水事件的降水量。將資料同化預報結果與CTRL比較,資料同化可以改善強降水事件的預報,尤其是ATMS更可大幅度改善降水在空間和時間上的變化�？傮w而言,盡管在高海拔和復雜地形的影響下,衛(wèi)星資料同化可以提高2015年7月WRF-ARW模式在青藏高原上的預報水平。
【圖文】：

２０１５年１月１日０６時常規(guī)觀測資料站（氣壓場）分布，（ｃ）被同化的ＡＴＭＳ衛(wèi)星資料掃描逡逑點分布，以及（ｄ）被同化的ＣｒＩＳ衛(wèi)星資料掃描點分布。逡逑圖２．２表示ＡＴＭＳ和ＣｒＩＳ在０６時經過兩階段質量控制后在同化試驗中使用逡逑的資料數量，１月ＡＴＭＳ探測器在３０天內的總觀測資料范圍在５１８９８到６８６４０逡逑１３逡逑

７０°Ｅ邐８０°Ｅ邐９０°Ｅ邐１００°Ｅ邐１１０°Ｅ邐１２０°Ｅ邐７０°Ｅ邐８０°Ｅ邐９０°Ｅ邐１００°Ｅ邐１１０°Ｅ邐１２０°Ｅ逡逑圖２．１模擬區(qū)域設置（ａ）及站點和掃描點分布，，模式區(qū)域范圍和地形高度（陰影），（ｂ）逡逑２０１５年１月１日０６時常規(guī)觀測資料站（氣壓場）分布，（ｃ）被同化的ＡＴＭＳ衛(wèi)星資料掃描逡逑點分布，以及（ｄ）被同化的ＣｒＩＳ衛(wèi)星資料掃描點分布。逡逑圖２．２表示ＡＴＭＳ和ＣｒＩＳ在０６時經過兩階段質量控制后在同化試驗中使用逡逑的資料數量，１月ＡＴＭＳ探測器在３０天內的總觀測資料范圍在５１８９８到６８６４０逡逑１３逡逑
【學位授予單位】：南京信息工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：P456

【參考文獻】

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本文編號：2646019