多参数背景场误差模型在散射计资料台风风场反演中的应用

利用散射计资料反演海面风场时,台风区域普遍存在降雨使得风场反演误差很大,引入降雨地球物理模型函数(GMF+Rain)及多解方案(MSS),结合二维变分(2DVAR)模糊去除思想风速反演误差很大程度减小,但风向反演误差仍有待进一步改善,如何进一步减小风向反演误差有待进一步研究.文章介绍了2DVAR模糊去除方法的基本思想,针对背景场误差较大时,2DVAR模糊去除风向误差较大,引入包含若干参数的背景场误差模型.基于台风个例数值试验结果,着重从理论分析角度讨论各参数关于2DVAR模糊去除效果的敏感性,进而提出最优参数设置方案以改善风向模糊去除效果.2006年"摩羯"台风QuikSCAT数据风场反演数值试验结果结合理论分析表明:引入多参数误差模型,通过设置粗糙误差概率等于0,2DVAR风向模糊去除效果明显改善;同时,背景场的影响可通过增大背景场误差方差,减小背景场误差相关尺度和减小粗糙误差概率而减小,进而减小在背景场误差较大情况下的风向反演误差.

双雷达反演台风外围强带状回波风场结构特征研究

利用移动新一代天气雷达(CINRAD/CCJ)和长乐新一代天气雷达(CINRAD/SA)基数据,采用地球坐标系下的双雷达三维风场反演技术,重点分析了2007年8月18日凌晨超强台风"圣帕"外围强带状回波的风场特征。结果表明,带状回波具有以下特征:(1)强盛阶段,每个强回波中心在前进方向的右侧或右后侧对应于强东偏北风速中心(强风核),其中最强回波中心前侧还存在弱风速中心。这样的水平风场结构从低层一直保持到中层,使得强回波区对应于水平辐合和正涡度区,产生明显的上升运动,有助于对流的发展和维持。强盛阶段云体快速移动。相对于移动的云体来说,前侧及后侧中低层气流均指向强回波,在强回波区及后侧水平辐合形成上升气流,最大上升速度出现在强回波中心与北侧强风核之间。同时在强回波上空高层出现辐散,气流主要向后流出。(2)减弱阶段,较强回波中心或其北侧对应于弱风速中心,回波中心出现负涡度区。云体移速变慢。相对于移动的云体来说,偏东气流穿过云体。回波区气流辐合较弱,明显的上升区出现在中层较强回波近台风中心一侧。(3)强风核可以将位于带状回波前进方向后侧的处于减弱阶段螺旋云带的动量和水汽向带状回波发展区输送,因此,强风核结构很可能是带状回波快速发展的主要原因。

四维变分同化方法在台风风场分析中的应用

从新一代天气雷达径向速度中反演出可靠的三维风场,对提高新一代天气雷达的应用水平有重要的作用,将雷达直接观测的径向速度转换成预报员熟悉的风场结构,对识别中小尺度信息有着很大的帮助。本文对4D-VAR同化技术在台风风场反演中的应用作了初步研究,利用已开发的基于.NET平台的四维变分风场反演系统,较为直观地展现了台风空间风场的分布情况,这可以为开展(四维变分)4D-VAR方法的研究和应用提供一些参考或借鉴。