雷達(dá)資料同化對(duì)提高數(shù)值天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率具有重要意義。針對(duì)2016年7月5-6日武漢一次梅雨期暴雨過程,采用改進(jìn)的雷達(dá)資料同化方案STMAS(Space and Time Multiscale Analysis System)同化雷達(dá)徑向速度和反射率因子。通過與LAPS(Local Analysis and Prediction System)方案的結(jié)果對(duì)比初始動(dòng)力場(chǎng)、水汽條件、熱力場(chǎng)、預(yù)報(bào)天氣形勢(shì)、降水和雷達(dá)回波等的差異,并著重分析了STMAS方案對(duì)初始場(chǎng)及降水預(yù)報(bào)的改進(jìn)及其原因。結(jié)果表明:(1)同化雷達(dá)徑向速度時(shí),STMAS方案在三維變分基礎(chǔ)上引入連續(xù)方程做強(qiáng)約束條件,對(duì)初始場(chǎng)中動(dòng)力場(chǎng)改善效果較為明顯。(2)同化雷達(dá)反射率因子時(shí),STMAS方案增加利用雷達(dá)回波直接調(diào)整濕度步驟,強(qiáng)迫雷達(dá)回波高于閾值區(qū)域飽和,使得初始場(chǎng)的水汽條件更加充沛,對(duì)流不穩(wěn)定能量更大。(3)由于STMAS方案初始場(chǎng)的改善,使得預(yù)報(bào)場(chǎng)中高低空天氣系統(tǒng)配置較好,最終使得預(yù)報(bào)的雨帶和強(qiáng)降水落區(qū)在位置和強(qiáng)度上更接近實(shí)況,其中100 mm以上強(qiáng)降水預(yù)報(bào)能力尤為突出。

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【部分圖文】：

圖12016年7月5日20:00NCEP再分析資料的200hPa風(fēng)場(chǎng)（矢量，單位：m·s-1）和散度場(chǎng)（填色，單位：×10-5s-1),850hPa切變線（紅色等值線），12540gpm等高線（綠色等值線）和5880gpm等高線（藍(lán)色等值線）

采用美國(guó)國(guó)家環(huán)境預(yù)報(bào)中心NCEP提供的水平分辨率為1°×1°再分析資料分析，2016年7月5日20:00天氣形勢(shì)[圖1，該圖及文中所涉及的地圖是基于國(guó)家測(cè)繪地理信息局標(biāo)準(zhǔn)地圖服務(wù)網(wǎng)站下載的審圖號(hào)為GS(2016)2892號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)地圖制作，底圖無(wú)修改]。此次暴雨的產(chǎn)生離不開高低層系....

圖2初始場(chǎng)2016年7月5日20:00850hPa的風(fēng)場(chǎng)（矢量，單位：m·s-1）、位勢(shì)高度場(chǎng)（等值線，單位：gpm)

同化雷達(dá)徑向風(fēng)是通過調(diào)整模式的u、v來實(shí)現(xiàn)的，為了更加清楚地看到兩種方案u、v的差異，將850hPa上STMAS方案的u、v分量分別減去LAPS方案的u、v分量。從u差量[圖3(a）]的水平分布可看出，在武漢的南側(cè)和北側(cè)，STMAS方案分析的u較LAPS分析的要強(qiáng)。北側(cè)u的增量....

圖3初始場(chǎng)2016年7月5日20:00850hPa上STMAS方案與LAPS方案分析的u,v風(fēng)場(chǎng)（陰影，單位：m·s-1）的增量

圖2初始場(chǎng)2016年7月5日20:00850hPa的風(fēng)場(chǎng)（矢量，單位：m·s-1）、位勢(shì)高度場(chǎng)（等值線，單位：gpm)STMAS方案分析的u、v分量在武漢南北側(cè)均比LAPS分析的要強(qiáng)，但是這種u、v分量的增強(qiáng)對(duì)大氣環(huán)流的影響效果卻并不相同。在北側(cè)（圖4中綠框范圍），STMA....

圖5初始場(chǎng)2016年7月5日20:00850hPa上LAPS方案和STMAS方案的整層可降水量（單位：mm)

充足的水汽是降水形成的基本條件。圖5是初始時(shí)刻2016年7月5日20:00LAPS方案、STMAS方案850hPa的整層可降水量。由圖5中可以看出，兩種方案分析的整層可降水量分布形態(tài)大致相同，但是STMAS方案分析的可降水量明顯高于LAPS方案，尤其是水汽帶的東部區(qū)域，包括湖....

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