黄海海雾卫星数据同化中不同辐射传输模式的效果研究
发布时间：2022-09-18 19:06
黄海海雾数值预报中三个问题——初始场质量、微物理与边界层的选择——非常关键。由于海上常规观测数据的严重匮乏，本文试图同化卫星辐射数据来提高海雾模拟的初始场质量。然而，利用数据同化改进初始场之前，需要事先确定最优微物理与边界层方案。 选取10次典型的大范围黄海海雾过程为研究对象，借助WRF（WeatherResearch and Forecasting）模式及其3DVAR （three dimensional variational）数据同化模块开展研究。首先实施了不同微物理和边界层方案组合下的海雾数值预报试验，依据MTSAT （Multi-functional Transport Satellite）观测事实对结果进行统计，分析了不同微物理与边界层方案的优劣。然后，在此基础上选定YSU边界层方案与Lin微物理方案，对12次典型黄海海雾过程开展了辐射传输模式CRTM和RTTOV对ATOVS卫星辐射数据的同化效果比较研究。 微物理与边界层方案的试验结果表明，1)无论就统计平均还是单一个例而言，WRF预报结果对边界层方案高度敏感，而对微物理方案敏感性相对较弱。2)最佳边界层与微物...
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
1.1 黄海海雾研究
1.1.1 黄海海雾研究现状
1.1.2 黄海海雾的数值预报
1.2 卫星辐射数据同化
1.3 本文研究问题
2 数据与方法
2.1 数据
2.1.1 常规观测数据
2.1.2 ATOVS 卫星辐射数据
2.2 方法
2.2.1 辐射传输模式
2.2.2 同化方法
2.2.3 海雾观测与预报信息提取
2.2.4 预报雾区检验方法
3 边界层与微物理方案敏感性研究
3.1 数值试验
3.1.1 海雾研究个例
3.1.2 模式设置
3.1.3 试验方案
3.2 预报结果检验
3.2.1 海雾天气形势预报检验
3.2.2 温度与水汽垂直分布 12-h 预报误差
3.2.3 海雾预报雾区
3.3 参数化方案敏感性分析
3.3.1 微物理方案
3.3.2 边界层方案
3.4 结论
4 CRTM 和 RTTOV 辐射传输模式效果研究
4.1 数值试验
4.1.1 海雾研究个例
4.1.2 模式设置
4.1.3 试验方案
4.2 预报结果检验
4.2.1 辐射数据敏感性试验
4.2.2 辐射传输模式对比
4.3 结论
5 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
附图
【参考文献】：
期刊论文
[1]2009年春季一次黄海海雾的观测分析及数值模拟[J]. 王帅,傅聃,陈德林,李鹏远,傅刚. 大气科学学报. 2012(03)
[2]夏季黄海表面冷水对大气边界层及海雾的影响[J]. 孟宪贵,张苏平. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2012(06)
[3]RTTOV和CRTM对“罗莎”台风卫星微波观测的模拟研究与比较[J]. 刘硕松,董佩明,韩威,张文军. 气象学报. 2012(03)
[4]ATOVS不同卫星资料在台风模拟中的同化试验研究[J]. 李兴武,董海萍,郭卫东,高太长. 热带气象学报. 2012(02)
[5]直接同化卫星辐射数据的黄海海雾数值试验研究[J]. 李冉,高山红,王永明. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2012(03)
[6]黄海海雾的一次过程及模拟研究[J]. 宋晓姜,苏博,魏立新. 海洋预报. 2011(06)
[7]黄海海雾天气气候特征及其成因分析[J]. 黄彬,毛冬艳,康志明,曹越男,向纯怡. 热带气象学报. 2011(06)
[8]WRF模式三维变分中背景误差协方差估计[J]. 王曼,李华宏,段旭,刘建宇,符睿,陈新梅. 应用气象学报. 2011(04)
[9]散射计风场的三维变分对海雾数值模拟的影响[J]. 刘宇迪,任景鹏,周鑫. 应用气象学报. 2011(04)
[10]黄海夏季海雾的边界层结构特征及其与春季海雾的对比[J]. 任兆鹏,张苏平. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2011(05)
博士论文
[1]黄海海雾的观测和基于WRF模式的数值模拟研究[D]. 李鹏远.中国海洋大学 2011
[2]基于一个全球谱模式的集合Kalman滤波同化系统研究[D]. 崔丽梅.中国海洋大学 2010
[3]海雾形成与发展机制的观测分析与数值模拟研究[D]. 郭敬天.中国海洋大学 2008
硕士论文
[1]风云三号卫星微波温湿资料三维变分同化试验研究[D]. 曹晓冲.南京信息工程大学 2012
[2]AMSU辐射率资料在暴雨预报中直接同化研究[D]. 陶俞锋.南京信息工程大学 2011
[3]冬春季黄渤海海雾的观测分析与数值模拟研究[D]. 徐杰.中国海洋大学 2011
[4]高压系统影响下黄海海雾的形成机制研究[D]. 张守宝.中国海洋大学 2010
[5]典型黄海平流海雾形成机制的研究[D]. 齐伊玲.中国海洋大学 2010
[6]黄海春季和夏季海雾过程的观测分析与数值试验[D]. 任兆鹏.中国海洋大学 2009
[7]黄、渤海3个海岛海雾的气候特征及统计预报[D]. 王燕滨.中国海洋大学 2008
本文编号：3680256
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
1.1 黄海海雾研究
1.1.1 黄海海雾研究现状
1.1.2 黄海海雾的数值预报
1.2 卫星辐射数据同化
1.3 本文研究问题
2 数据与方法
2.1 数据
2.1.1 常规观测数据
2.1.2 ATOVS 卫星辐射数据
2.2 方法
2.2.1 辐射传输模式
2.2.2 同化方法
2.2.3 海雾观测与预报信息提取
2.2.4 预报雾区检验方法
3 边界层与微物理方案敏感性研究
3.1 数值试验
3.1.1 海雾研究个例
3.1.2 模式设置
3.1.3 试验方案
3.2 预报结果检验
3.2.1 海雾天气形势预报检验
3.2.2 温度与水汽垂直分布 12-h 预报误差
3.2.3 海雾预报雾区
3.3 参数化方案敏感性分析
3.3.1 微物理方案
3.3.2 边界层方案
3.4 结论
4 CRTM 和 RTTOV 辐射传输模式效果研究
4.1 数值试验
4.1.1 海雾研究个例
4.1.2 模式设置
4.1.3 试验方案
4.2 预报结果检验
4.2.1 辐射数据敏感性试验
4.2.2 辐射传输模式对比
4.3 结论
5 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
附图
【参考文献】：
期刊论文
[1]2009年春季一次黄海海雾的观测分析及数值模拟[J]. 王帅,傅聃,陈德林,李鹏远,傅刚. 大气科学学报. 2012(03)
[2]夏季黄海表面冷水对大气边界层及海雾的影响[J]. 孟宪贵,张苏平. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2012(06)
[3]RTTOV和CRTM对“罗莎”台风卫星微波观测的模拟研究与比较[J]. 刘硕松,董佩明,韩威,张文军. 气象学报. 2012(03)
[4]ATOVS不同卫星资料在台风模拟中的同化试验研究[J]. 李兴武,董海萍,郭卫东,高太长. 热带气象学报. 2012(02)
[5]直接同化卫星辐射数据的黄海海雾数值试验研究[J]. 李冉,高山红,王永明. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2012(03)
[6]黄海海雾的一次过程及模拟研究[J]. 宋晓姜,苏博,魏立新. 海洋预报. 2011(06)
[7]黄海海雾天气气候特征及其成因分析[J]. 黄彬,毛冬艳,康志明,曹越男,向纯怡. 热带气象学报. 2011(06)
[8]WRF模式三维变分中背景误差协方差估计[J]. 王曼,李华宏,段旭,刘建宇,符睿,陈新梅. 应用气象学报. 2011(04)
[9]散射计风场的三维变分对海雾数值模拟的影响[J]. 刘宇迪,任景鹏,周鑫. 应用气象学报. 2011(04)
[10]黄海夏季海雾的边界层结构特征及其与春季海雾的对比[J]. 任兆鹏,张苏平. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2011(05)
博士论文
[1]黄海海雾的观测和基于WRF模式的数值模拟研究[D]. 李鹏远.中国海洋大学 2011
[2]基于一个全球谱模式的集合Kalman滤波同化系统研究[D]. 崔丽梅.中国海洋大学 2010
[3]海雾形成与发展机制的观测分析与数值模拟研究[D]. 郭敬天.中国海洋大学 2008
硕士论文
[1]风云三号卫星微波温湿资料三维变分同化试验研究[D]. 曹晓冲.南京信息工程大学 2012
[2]AMSU辐射率资料在暴雨预报中直接同化研究[D]. 陶俞锋.南京信息工程大学 2011
[3]冬春季黄渤海海雾的观测分析与数值模拟研究[D]. 徐杰.中国海洋大学 2011
[4]高压系统影响下黄海海雾的形成机制研究[D]. 张守宝.中国海洋大学 2010
[5]典型黄海平流海雾形成机制的研究[D]. 齐伊玲.中国海洋大学 2010
[6]黄海春季和夏季海雾过程的观测分析与数值试验[D]. 任兆鹏.中国海洋大学 2009
[7]黄、渤海3个海岛海雾的气候特征及统计预报[D]. 王燕滨.中国海洋大学 2008
本文编号：3680256
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