FY-3C微波湿度计资料在西南涡降水预报中的同化研究

论文摘要

气象卫星探测资料可提供全球的高时空分辨率大气观测信息,其同化应用对于提高数值天气预报精度的作用已经得到了广泛的认可。随着国内气象卫星的发射,资料质量的提高,充分利用我国自主研发的气象卫星资料改善业务预报水平,对中国数值模拟的发展具有良好的促进作用,而在人类活动的主要区域——陆面,进行我国卫星资料的同化研究更是具有十分重要的科学和现实意义。然而受复杂地表的影响,陆面区域卫星资料同化的应用较海面更为复杂,是目前卫星资料同化研究中的重点和难点。因此,为研究陆地上空卫星资料应用于业务预报的可能性,本文利用中国气象局提供的逐日08时和20时（北京时）700hPa和850hPa高空图以及欧洲中期天气预报中心ECMWF提供的每日四次0.75°×0.75°的ERA-Interim再分析资料,从生成个数,移动路径,生命史,降水影响四个方面对2010—2017年夏季6—8月产生的149次西南低涡进行特征统计分析,并从中挑选出两次西南涡暴雨过程,设计了动态地表发射率的循环同化试验和单时次同化试验以及使用地图集发射率的循环同化试验和单时次同化试验,利用WRF模式的三维变分系统WRF-3DVAR,采用FY-3C MWHS-2资料,对这两次西南涡暴雨过程进行同化研究。结果表明:（1）西南低涡多发月为6月,而受台风影响的低涡多发月则为8月。移动型西南涡中,偏东路径型出现次数最多,东南路径型出现次数最少。（2）西南低涡产生的降雨主要集中在大雨、暴雨、大暴雨三个量级,6月、7月西南低涡较8月更易发生大暴雨到特大暴雨灾害。（3）动态地表发射率同化试验进入同化系统的像元数大于地图集发射率试验,且该试验反演的发射率值与TELSEM2图集值差异较小。（4）同化试验对中高层初始场信息改进较大,低层改进较小,同时,对比发现,地图集发射率试验和动态地表发射率试验存在个例依赖性,两组试验对不同初始场的改善效果存在差异。（5）在预报场,循环同化可以有效提高中高层温度、风场以及相对湿度的预报。总体说来,同化MWHS-2资料能在一定程度上改善降水预报,提高降水落区和降水量的预报准确率,削弱漏报和虚报现象,使得雨区范围和雨量大小更接近实况。另外,循环同化方案由于能充分利用卫星资料,因而能有效提高48h降水预报,预报效果比单时次同化试验好。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 数值天气预报技术的发展
•   1.2 资料同化的发展
•   1.3 数值预报中卫星资料同化的研究进展
•     1.3.1 国外研究进展
•     1.3.2 国内研究进展
•   1.4 同化风云三号观测资料的研究进展
•   1.5 研究内容和结构
• 第二章 2010—2017年夏季西南涡统计特征研究
•   2.1 资料和方法
•     2.1.1 资料介绍
•     2.1.2 西南低涡统计标准
•     2.1.3 西南低涡移动路径统计标准
•   2.2 西南涡统计特征分析
•     2.2.1 西南涡生成个数变化特征分析
•     2.2.2 西南涡移动路径特征分析
•     2.2.3 西南涡维持时次特征分析
•     2.2.4 西南涡产生的降水影响
•   2.3 小结
• 第三章 FY-3C MWHS-2资料的同化前处理方法
•   3.1 MWHS-2资料介绍
•   3.2 资料的处理方法
•     3.2.1 地表发射率反演
•     3.2.2 质量控制
•     3.2.3 偏差订正
•   3.3 小结
• 第四章 原地型西南低涡同化试验
•   4.1 暴雨过程介绍
•   4.2 试验资料和方案设计
•     4.2.1 资料介绍
•     4.2.2 模式设置
•     4.2.3 试验设计
•   4.3 试验结果及分析
•     4.3.1 质量控制及偏差订正效果
•     4.3.2 初始场改进
•     4.3.3 物理量预报场改进
•     4.3.4 降水预报的改进
•     4.3.5 TS评分
•   4.4 小结
• 第五章 偏东型西南低涡同化试验
•   5.1 暴雨过程介绍
•   5.2 试验结果及分析
•     5.2.1 初始场改进
•     5.2.2 物理量预报场改进
•     5.2.3 降水预报的改进
•     5.2.4 TS评分
•   5.3 小结
• 第六章 总结与讨论
•   6.1 主要研究结论
•   6.2 本文的创新点
•   6.3 讨论和展望
• 参考文献
• 作者在读期间科研成果简介
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 范娇

导师: 陈科艺

关键词: 西南涡,资料,资料同化,动态地表发射率,降水预报

来源: 成都信息工程大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 气象学,气象学

单位: 成都信息工程大学

分类号: P457.6;P407.7

DOI: 10.27716/d.cnki.gcdxx.2019.000072

总页数: 60

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