雷达径向风资料在GRAPES高分辨率数值模式中的同化应用

雷达径向风资料在GRAPES高分辨率数值模式中的同化应用

论文摘要

多普勒雷达资料具有很高的时空分辨率,能与中小尺度数值模式相匹配,因此雷达资料同化对改善初始场中小尺度信息的质量、提高数值天气预报水平具有巨大的潜力。然而将其定量地应用于GRAPES高分辨率数值预报模式,仍存在很多的挑战。本文基于多普勒雷径向达速度退模糊方案的思想,针对我国GRAPES同化预报系统,发展建立了一个多普勒雷达径向速度的质量控制方案。结果表明,该方案能够有效订正模糊速度,提高了雷达径向风观测资料的质量;采用更新矢量法重新估计了GRAPES同化预报系统中雷达资料的观测误差,统计结果表明雷达径向速度的观测误差随高度的增加而增大。新息向量的频数统计接近正态分布,从统计角度上能够减小资料的偏差,进一步验证了雷达径向风资料三维变分同化方案的合理性;同时,本文使用三维变分同化系统和GRAPES高分辨率模式对2018年8月3日的“云雀”台风降水过程进行了径向速度资料的同化分析和数值模拟试验。试验结果表明,多普勒雷达资料的有效同化能够对模式初始场实现动力的调整,能够加强台风气旋的辐合强度,增强中小尺度信息;径向速度的直接同化对降水预报具有正贡献;进行了10天的连续循环同化试验,批量同化试验的预报效果表明:合理的径向风同化方案能够有效提高GRAPES区域高分辨率模式对强降水的预报效果。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  •   1.1 研究背景
  •   1.2 资料同化发展及主要理论
  •   1.3 多普勒雷达资料同化技术与研究进展
  •   1.4 主要研究内容及结构
  •   1.5 本章小结
  • Meso区域模式及其三维变分同化系统'>第二章 GRAPEMeso区域模式及其三维变分同化系统
  • Meso高分辨率区域模式'>  2.1 GRAPESMeso高分辨率区域模式
  • Meso三维变分同化系统'>  2.2 GRAPEMeso三维变分同化系统
  •   2.3 本章小结
  • 第三章 径向风资料的质量控制和观测误差统计
  •   3.1 多普勒天气雷达探测原理
  •   3.2 雷达径向风同化观测算子
  •   3.3 径向风资料质量控制
  •   3.4 径向风资料观测误差估计
  •   3.5 本章小结
  • 第四章 雷达径向风资料三维变分同化试验
  •   4.1 同化个例试验设计
  •     4.1.1 个例介绍
  •     4.1.2 试验设计
  •   4.2 同化个例试验分析
  •     4.2.1 同化合理性检验
  •     4.2.2 分析场增量特征分析
  •     4.2.3 预报效果分析
  •   4.3 批量试验分析
  •     4.3.1 批量试验设计
  •     4.3.2 批量试验结果检验
  •   4.4 本章小结
  • 第五章 总结和讨论
  •   5.1 主要结论`
  •   5.2 创新点
  •   5.3 讨论与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 个人简介
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 尹剑

    导师: 朱彬,高志球,韩威

    关键词: 雷达径向风,质量控制,观测误差,资料同化

    来源: 南京信息工程大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 气象学,气象学

    单位: 南京信息工程大学

    分类号: P456.7;P412.25

    DOI: 10.27248/d.cnki.gnjqc.2019.000229

    总页数: 54

    文件大小: 3999K

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