【摘要】：氣象衛(wèi)星的遙感資料可提供全球的高時(shí)空分辨率大氣觀測信息,能極大地提高數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的水平,因此衛(wèi)星觀測資料的同化研究越來越受到重視。微波輻射能夠穿透非降水云,探測到云內(nèi)部的大氣濕度信息,得到水汽含量和分布信息,這對云的識別和降水預(yù)報(bào)非常關(guān)鍵,所以微波濕度計(jì)資料的同化應(yīng)用研究具有重要意義。濕度是最弱的高斯型和最小的均勻各向同性的背景誤差的分析變量,且濕度對溫度相當(dāng)敏感,使?jié)穸荣Y料的研究存在困難和巨大挑戰(zhàn)。我國自主研發(fā)的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式-GRAPES還未深入開展水汽資料的研究工作。本文對微波濕度計(jì)(Microwave Humidity Sounder-MHS)資料在GRAPES-GFS中的同化應(yīng)用進(jìn)行研究。針對MHS資料云檢測方法,文章引入Bennartz散射因子方法和GSI同化系統(tǒng)中液態(tài)水路徑指數(shù)方法,對這兩種方法在GRAPES模式的閾值進(jìn)行了試驗(yàn)確定；同時(shí),結(jié)合GRAPES模式現(xiàn)有的窗區(qū)通道云檢測方法,根據(jù)數(shù)學(xué)中“排列組合”概念,將其拓展為11種方案,分析各方案的檢測效果；此外,在對比云圖主觀分析檢測效果的基礎(chǔ)上,提出了客觀的云檢測效果評估標(biāo)準(zhǔn),探討了微波濕度計(jì)云檢測效果客觀評估方法。然后,結(jié)合Harris and Kelly的TOVS輻射偏差訂正方案,針對水汽資料的特性和影響因素,對氣團(tuán)偏差訂正中預(yù)報(bào)因子的選擇提出了三種方案,試驗(yàn)和比較分析結(jié)果表明：模式初估場水汽總量作為微波濕度計(jì)偏差訂正的預(yù)報(bào)因子對偏差訂正效果是有積極作用的,建立了適用于GRAPES-GFS MHS的偏差訂正方案。同時(shí),將雙權(quán)重算法引入GRAPES-GFS同化系統(tǒng),對MHS輻射率資料進(jìn)行質(zhì)量控制。最后,探究水汽資料對GRAPES-GFS模式預(yù)報(bào)效果的影響,設(shè)計(jì)了控制實(shí)驗(yàn)和兩組對比試驗(yàn),結(jié)果表明：微波濕度計(jì)資料對濕度場的預(yù)報(bào)具有積極作用,尤其在MHS主探測通道所在高度層效果最明顯,水汽資料對其他物理量場的同化效果呈中性；同時(shí),論文對MHS資料所做的研究工作改善了水汽資料在GRAPES全球模式中的同化分析場,對MHS資料的同化應(yīng)用有重要意義。
【圖文】：

的垂直分布（圖２．１），其中權(quán)重函數(shù)在某大氣大。權(quán)重函數(shù)的分布情況是資料同化過程中通表２－２ＮＯＡＡ１８微波濕度計(jì)（ＭＨＳ）的光譜通率￣極向（垂直￣￣星下點(diǎn)分￣ＮＥＤＴ（度）￣￣ｚ）邐Ｖ／水平Ｈ）邋辨率（ｋｍ）邐Ｖ邐１５邐＾０邐Ｖ邐１５邐０．３７１±１邐Ｈ邐１５邐０．５５邐Ｈ邐１５邐０．４２３１邐Ｖ邐＾

曰期逡逑圖４．１邋２０１３年５月７日一１３日ＭＨＳ邋＂晴空＂資料比例隨時(shí)間的變化逡逑進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)了經(jīng)過闊值�。担峰澹荆保霸茩z測前后Ｂ－０的偏差（圖４．２邋（ａ））和標(biāo)準(zhǔn)差（圖逡逑４．２化））隨時(shí)間的變化�？桑字庇^地看出云檢測后所有通道Ｂ－０的偏差和標(biāo)準(zhǔn)差都減小，逡逑并隨時(shí)間變化穩(wěn)定：標(biāo)準(zhǔn)差淮持在２Ｋ左右。綜合上述因素考慮，ＧＲＡＰＥＳ－ＧＦＳ模式中逡逑Ｂｅｎｎａｒｔｚ散射因子云檢測方法的闊值為５７邋＞邋１０。逡逑１６逡逑
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P407.7

【參考文獻(xiàn)】

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1 董佩明;黃江平;劉桂青;張?zhí)?;FY-3A微波探測資料的直接同化應(yīng)用及云雨條件下的亮溫模擬[J];熱帶氣象學(xué)報(bào);2014年02期

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本文編號：2657874