ATOVS资料的变分同化对一次暴雨过程预报的影响分析

利用ATOVS卫星辐射率资料和T213资料,采用GRAPES3D-Var同化系统和中尺度暴雨数值模式AREM设计了直接用T213做初始场的控制试验和以T213做背景场直接同化ATOVS辐射率资料的同化试验,对2005年7月9—10日发生在湖北西部-河南南部的一次大暴雨过程进行了数值模拟分析。结果表明,直接同化ATOVS辐射率资料获得的分析场可有效改进温度场和湿度场的分布,尤其是对海上、高原等地的改进明显。对比试验结果表明,同化试验较控制试验可更好地模拟出暴雨的天气形势、主要影响系统,对降雨的落区、强度、暴雨发生时段有更好的反映。

山西一次区域性暴雨过程的ATOVS资料同化模拟分析

为探索卫星资料同化在山西暴雨数值预报中的应用效果,应用WRF-3DVar同化系统同化ATOVS资料,并利用同化后的分析场作为中尺度数值模式的初始场,对2013年7月3—4日发生在山西南部的一次暴雨天气过程进行数值模拟和对比分析。结果表明:(1)直接同化ATOVS资料能够很好地改善模式初始场的温度场、湿度场及风场,主要表现为山西中南部湿度增大、南北温差减小以及对流层中低层西风分量增大,这样更有利于低层水汽向山西中南部输送、集聚;(2)直接同化ATOVS资料后,模式能够很好地模拟降水发生、发展过程中各个相关物理量的演变,特别是更好地刻画了大暴雨站点上空湿度和垂直速度的演变过程,在湿度增大、垂直上升运动加强时刻,出现短时强降水,且对于触发短时强降水的切变线的移动发展以及反映短时强降水的对流有效位能和反射率因子也有较好体现;(3)直接同化ATOVS资料后模式对强降水落区和量级的预报都有较大改进,对中雨以上降水量级的预报站点TS评分都有明显提高,空报率和漏报率明显降低。

IASI卫星资料同化对江淮暴雨预报的试验研究

对2014年6月26日到6月28日发生在江淮地区的一次暴雨过程,运用中尺度预报模式WRF以及同化系统WRFDA同化ATOVS(包括AMSUA、MHS、HIRS4)和IASI(CO2吸收波段)亮温资料,对比不同卫星资料同化对此次暴雨过程预报影响,评价IASI卫星资料同化对江淮暴雨预报效果。结果表明,相比ATOVS资料同化,IASI资料同化对温度、湿度等气象要素的调整更明显。在24 h和12 h累计降水量模拟上,同化IASI资料对降水范围和降水强度的模拟与实况最为接近。在同化ATOVS试验中加入IASI资料后,降水模拟效果改进不大,说明同化资料的种类越多,相应累计误差越大,对降水模拟改进越不明显。