贺哲[1]2004年在《MM5伴随模式中云导风的同化对调整模式参数的试验研究》文中提出本文详细介绍了以变分法为基础，以伴随码技术为核心的MM5伴随模式，并将常规资料和非常规资料应用于该模式进行了同化问题的研究。该研究是用一个个例进行对比分析，我们选用1998年7月29日00时至30日00时发生于长江流域的一次暴雨过程。对比研究结果表明，MM5伴随模式能有效同化常规观测资料，调整初始场。使用调整后的初始场对降水及其它物理量场的预报均有所改善。其次进行了将MM5伴随模式用于修正模式地形参数的试验研究。利用MM5伴随模式对常规资料和非常规资料云导风进行同化，通过不同的试验研究，结果发现，在伴随模式中加入非常规资料云导风能够比仅使用常规资料更有效地修正模式地形参数，将此地形场作为模式地形所做预报结果比只使用常规资料能够有效改善。
何芬[2]2005年在《MM5伴随模式同化系统中云导风的同化对调整模式地形参数的试验研究》文中指出四维伴随变分同化方法作为一种提高数值天气预报的有效方法受到了很多国内外专家的关注。本文详细地介绍了构造伴随模式的基本方法-伴随码技术以及伴随模式中权重、尺度因子、下降算法的选取,接着介绍了以变分法为基础,以伴随码技术为核心的MM5伴随模式同化系统。以2002年7月23日的天气过程为例,将常规资料和非常规云导风资料应用于MM5伴随模式同化系统,进行了修正模式地形参数的试验研究。通过对不同初始地形的修正试验表明, MM5伴随模式同化系统能够对地形误差进行修正,并得到与资料更为协调一致的地形。另外,利用非常规云导风资料能够比仅使用常规资料更有效地修正模式地形参数。风场敏感性试验表明,在进行数值模拟时,针对不同模拟区域的地貌,适当增加某层风场的权重,可以更有效地调整模式地形,使修正后的地形与资料更协调。最后,将修正后的地形场作为模式地形进行数值模拟,发现用修正后的地形特别是经云导风资料修正后的地形作为模式地形所得的预报结果比使用未经修正的地形作为模式地形有所改善。同时,将集合预报的思想用于地形调整,结果发现,将集合平均的地形作为模式地形,可以在预报中得到一个比较稳定的预报结果,避免单一个例预报的偶然性。这为伴随模式同化系统的更广泛应用提供了一种新的思路。
刘瑞[3]2011年在《FY-2C云迹风资料同化应用以及对台风预报的影响试验研究》文中进行了进一步梳理针对0505号台风“海棠”,采用WRF区域中尺度模式进行控制试验和两个同化试验,利用WRF-3DVAR同化系统同化FY-2C红外和水汽两个通道云迹风反演产品,同化分云迹风经质量控制和未经质量控制2组同化试验。通过叁组试验分析云迹风资料对降水和风场等的预报结果的影响,并进行24h降水量分级Ts评分检验以及风场点对点检验。结果表明：同化经质量控制云迹风资料可以提高降水落区和强度预报的准确度,不同等级的Ts评分较其它试验都有较明显改进；风场预报模拟也有所改善。增加两例台风,使用与海棠相似的处理方法进行模拟试验,并对模拟结果24h降水分析与检验,得到与海棠类似结论。因此,经过合理性选择的云迹风资料的加入,有利于补充初始场中可能未包含的中尺度信息,从而提高试验中对于降水、风场等的模拟效果,提高WRF模式的模拟预报能力。
张兴海[4]2014年在《FY-2F亮温资料直接同化技术与初步应用》文中研究指明卫星辐射资料直接同化技术是目前资料同化领域研究的热点之一。本文旨在利用美国飓风模式The Hurricane Weather Research and Forecasting (HWRF) model研究FY-2F成像仪红外通道亮温资料直接同化技术以提高模式对西北太平洋地区热带气旋的预报能力。由于之前的研究中很少涉及静止卫星资料同化特别是FY-2F成像仪亮温资料的同化,因此本文着重分析了FY-2F各红外通道的特点及其资料特性。通过权重函数分析,确定了FY-2F红外通道3(IR3)为中高层通道,而其余叁个通道(IR1、2、4)为近地层通道。利用Community radiative transfer model (CRTM)快速辐射传输模式结合HWRF模式提供的大气背景场模拟了FY-2F亮温,并与真实观测进行了对比。研究发现,考虑有云情况下CRTM模式模拟的亮温在云区与观测值有较大偏差。特别是在中低纬度,模拟的季风对流云团和热带气旋云系在空间分布和亮温值上与真实观测相差较大。在晴空条件下,近地层通道受下垫面影响较大,由于陆地地表发射率具有很大的不确定性,海洋下垫面模拟偏差明显小于陆地。同时,发现无论夜晚还是白昼IR4通道观测与模拟偏差较大。在资料分析的基础上,利用一个简单的综合云检测方案,将原始的观测资料中受云污染的资料点去除,同时去掉近地层通道陆地下垫面的资料和IR4通道所有资料,并进行格式转换等预处理。在Community Gridpoint Statistical Interpolation (GSI)中增加FY-2F卫星资料接口,对FY-2F资料进行直接同化试验。对比分析了GSI系统对亮温资料进行偏差订正前后观测值和背景值的偏差(0-B),以及同化前后观测值和分析值之间的偏差(0-A)。研究表明GSI偏差订正前后,平均0-B均为正值,订正后O-B基本都有所减小。其中IR3通道减小最为明显,原始资料的O-B平均在3.5K以上,订正后减小到平均不足0.34K。经过偏差订正,误差分布更趋近于正态分布。进行同化后,平均的0-A基本都小于O-B,表明同化后分析场比背景场更贴近观测。同化资料后主要改变的是大气背景场中的水汽和温度。850hPa比湿最大变化幅度约为1g/kg,温度变化幅度不超过0.6K。为了验证同化FY-2F亮温资料对台风路径和强度的影响,设计了叁组对比试验：控制实验(Control)为不同化任何卫星资料；实验1(Sat_expl)为直接同化AMSU-A微波资料和HIRS红外亮温资料；实验2(Sat_exp2)在实验1的基础上增加了FY-2F叁个红外通道资料(IR1、2、3)。以2012年叁个台风HAIKUI、DAMREY和JELAWAT为研究对象,利用HWRF模式进行间隔6小时的循环模拟并采用叁维变分进行初始场的同化。结果表明,同化了FY-2F资料后,24小时路径模拟误差减小的试验次数占总模拟次数的比例为26/50,48小时为22/48,72小时为22/41；强度模拟误差减小的比例则为：24小时为19/50,48小时为18/48,72小时为19/41。
参考文献：
[1]. MM5伴随模式中云导风的同化对调整模式参数的试验研究[D]. 贺哲. 南京气象学院. 2004
[2]. MM5伴随模式同化系统中云导风的同化对调整模式地形参数的试验研究[D]. 何芬. 南京信息工程大学. 2005
[3]. FY-2C云迹风资料同化应用以及对台风预报的影响试验研究[D]. 刘瑞. 浙江大学. 2011
[4]. FY-2F亮温资料直接同化技术与初步应用[D]. 张兴海. 中国气象科学研究院. 2014