【摘要】：資料同化是改進(jìn)數(shù)值預(yù)報(bào)的有效途徑之一。上世紀(jì)70年代,衛(wèi)星資料的加入使資料同化有了進(jìn)一步的發(fā)展。在眾多的衛(wèi)星觀測資料中,對于包含水汽信息的衛(wèi)星資料同化的研究尤為關(guān)鍵。研究表明,中層水汽初值的誤差是數(shù)值預(yù)報(bào),尤其是短期預(yù)報(bào)不確定性的重要來源。而由傳統(tǒng)的常規(guī)觀測資料獲得的水汽資料時(shí)空分辨率低,并且缺乏高緯度和高原地區(qū)的資料。星載微波濕度計(jì)資料由于其覆蓋范圍廣,分辨率高的特點(diǎn),能很好地彌補(bǔ)常規(guī)資料的不足,同化微波濕度計(jì)資料對改善對流層中高層的水汽初始場精度有著重要意義。本文對搭載于我國風(fēng)云3號(FY-3C)的微波濕度計(jì)(Micro Wave Humidity SounderⅡ——MWHS-2)資料在GRAPES-GFS模式中的同化應(yīng)用進(jìn)行研究。首先,運(yùn)用主成分分析(PCA)的方法消除了MWHS-2觀測資料中存在的條帶噪音。結(jié)果表明將第一主成分進(jìn)行5點(diǎn)平滑后重構(gòu)觀測數(shù)據(jù)可以有效地去除MWHS-2資料中沿掃描方向的觀測噪音,重構(gòu)后的MWHS資料沿掃描角變化特征與國外微波濕度計(jì)資料更為接近。在濕度計(jì)資料的質(zhì)量控制過程中,在利用CRTM輻射傳輸模式分析濕度計(jì)單視場不同通道亮溫對云參數(shù)的響應(yīng)特征的基礎(chǔ)上,利用亮溫的通道間變率在有云條件下明顯減小的特征建立了一個(gè)新的微波濕度計(jì)陸地資料的云檢測方法。新的云檢測算法能有效地剔除大部分受云影響的資料,對過冷水云、冰云、重疊云的檢測能力較強(qiáng),正確檢測率可以達(dá)到80%以上,但是對卷云以及高度較低的水云的檢測能力相對較弱。剔除后的晴空資料觀測和模擬偏差更接近高斯分布。新方法能有效利用MWHS-2觀測資料自身完成云檢測,有很好的應(yīng)用前景。完善質(zhì)量控制方法后,研究針對MWHS-2水汽資料的特征,利用逐步回歸的方法對MWHS-2氣團(tuán)偏差訂正中的預(yù)報(bào)因子進(jìn)行優(yōu)選,增加了模式初估場地表溫度和水汽總量,改進(jìn)后的偏差訂正方法能夠使得觀測殘差更接近均值為0的正態(tài)分布。最后,將新的云檢測方案和偏差訂正方案應(yīng)用到GRAPES全球模式中,以一次降水個(gè)例為例,探究了MWHS-2水汽資料對GRAPES全球模式的同化和預(yù)報(bào)效果的影響。結(jié)果表明,多次循環(huán)同化MWHS-2通道11、通道12觀測資料對濕度場、溫度場的分析和預(yù)報(bào)有正影響。新的云檢測和偏差訂正方案的加入能進(jìn)一步改進(jìn)500hPa位勢高度、濕度和溫度的初始場和預(yù)報(bào)場,與原方案相比有更小的平均偏差和均方根誤差。
【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】：2018
【分類號】：P456.7
【圖文】：

邐５邐１８３．３１±７（Ｈ）邐１８３．３１±７（Ｈ）邐１９１．３１（Ｖ）逡逑圖３．３給出了利用輻射傳輸模式ＣＲＴＭ根據(jù)１９７６年美國標(biāo)準(zhǔn)大氣廓線模擬的逡逑ＭＷＨＳ－２通道權(quán)重函數(shù)的分布特征。權(quán)重函數(shù)表示的是不同高度大氣輻射值的貢獻(xiàn)，觀逡逑測到的輻射值對在權(quán)重函數(shù)峰值對應(yīng)高度處的大氣溫度和濕度最為敏感�？梢钥闯鐾ǖ厘义希薄ⅲ保耙约巴ǖ溃罚箼�(quán)重函數(shù)峰值位于地面，通道２－４權(quán)重函數(shù)峰值位于平流層，剩余通道逡逑權(quán)重函數(shù)位于對流層。通道２－９主要用于大氣溫度和降水參數(shù)的探測，通道１１－１５則用于逡逑探測濕度的垂直結(jié)構(gòu)。這為數(shù)值預(yù)報(bào)和氣候研宄提供了更加詳細(xì)的大氣溫濕度和水汽信逡逑息。逡逑１邋－Ｉ邐逡逑邐Ｃｈ邋１５逡逑邐Ｃｈ邋１４逡逑邐Ｃｈ邋１３逡逑邐Ｃｈ邋１２逡逑＼邐Ｃｈ邐１１逡逑５邋－邋＼邐邋Ｃｈ邐１０逡逑＼邐邋Ｃｈ邐９逡逑ｉ0邋４＼邐＝Ｓ７８逡逑ｇ邐＝－５６逡逑Ｉ邋３0＿ｉ邋Ｖｓ／逡逑１邐—ｃｈｌ逡逑１＾逡逑０．０邐０．３邐０．６邐０．９邐１．２邐１．５邐１．８逡逑ｄｘ／ｄｌｎｐｔｈＰａ＂１）逡逑圖３．３邋ＭＷＨＳ－２各通道權(quán)重函數(shù)分布逡逑１２逡逑

南京信息工程大學(xué)碩士學(xué)位論文１邐—Ｚ＃１Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐！邐Ｉ邐ｉ邐！邐ｉ逡逑０邐３０Ｅ邐６０Ｅ邐９０Ｅ邋１２０Ｅ邋１５０Ｅ邋１８０邋１５０Ｗ邋１２０Ｗ邋９０Ｗ邋６０Ｗ邋３０－２０邋－１５邋－１０邋－５邐－２邐０邐２邐５邐１０邋１５邋２０逡逑月１日００００ＵＴＣ前后３ｈ內(nèi)ＭＷＨＳ－２通道１１觀測亮溫（ａ）、（Ｏ－Ｂ）邋（ｃ）的空間分布逡逑－１．０邋－Ｉ邐１邐１邐＇邐＇邐逡逑

１邋２０１７年５月１日００００ＵＴＣ前后３ｈ內(nèi)ＭＷＨＳ－２通道１１觀測亮溫（ａ）、模擬亮溫（ｂ擬亮溫差（Ｏ－Ｂ）邋（ｃ）的空間分布逡逑－１．０邋－Ｉ邐１邐１邐＇邐＇邐逡逑？２－°邋Ａ邐ｐ－逡逑｜邋－３．０邋－邐＿逡逑＿４．0．邐．逡逑－５．０邋－Ｉ邐１邐１邐１邐１邐逡逑０邐２０邐４０邐６０邐８０邐１００逡逑Ｓｃａｎ邋Ｐｏｓｉｔｉｏｎ逡逑－２邋２０１７年５月１日００００１１７（：前后３１１內(nèi)］＼４界肥－２通道１１（藍(lán)）、通道１２（紅）０－：８

【參考文獻(xiàn)】

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1 董佩明;劉健文;劉桂青;黃江平;;ATMS衛(wèi)星資料的同化應(yīng)用及與AMSUA/MHS的比較研究[J];熱帶氣象學(xué)報(bào);2014年04期

2 馬原;鄒曉蕾;;氣象衛(wèi)星微波濕度計(jì)資料簡介[J];氣象科技進(jìn)展;2013年06期

3 薛紀(jì)善;;氣象衛(wèi)星資料同化的科學(xué)問題與前景[J];氣象學(xué)報(bào);2009年06期

4 董佩明;王海軍;韓威;王德英;;水物質(zhì)對云雨區(qū)衛(wèi)星微波觀測模擬影響[J];應(yīng)用氣象學(xué)報(bào);2009年06期

5 任強(qiáng);董佩明;薛紀(jì)善;;臺風(fēng)數(shù)值預(yù)報(bào)中受云影響微波衛(wèi)星資料的同化試驗(yàn)[J];應(yīng)用氣象學(xué)報(bào);2009年02期

6 薛紀(jì)善;莊世宇;朱國富;張華;劉志權(quán);劉艷;莊照榮;;GRAPES新一代全球/區(qū)域變分同化系統(tǒng)研究[J];科學(xué)通報(bào);2008年20期

7 朱國富;薛紀(jì)善;張華;劉志權(quán);莊世宇;黃麗萍;董佩明;;GRAPES變分同化系統(tǒng)中衛(wèi)星輻射率資料的直接同化[J];科學(xué)通報(bào);2008年20期

8 方翔;邱紅;曹志強(qiáng);王新;洪剛;;應(yīng)用AMSU—B微波資料識別強(qiáng)對流云區(qū)的研究[J];氣象;2008年03期

9 董佩明;薛紀(jì)善;黃兵;王德英;;數(shù)值天氣預(yù)報(bào)中衛(wèi)星資料同化應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展[J];氣象科技;2008年01期

10 張利紅;沈桐立;王洪利;;AMSU資料變分同化及在暴雨數(shù)值模擬中的應(yīng)用研究[J];高原氣象;2007年05期

本文編號：2764315