FY-3C微波湿度计资料在GRAPES-GFS模式中的同化应用

发布时间：2020-07-21 10:54

【摘要】：资料同化是改进数值预报的有效途径之一。上世纪70年代,卫星资料的加入使资料同化有了进一步的发展。在众多的卫星观测资料中,对于包含水汽信息的卫星资料同化的研究尤为关键。研究表明,中层水汽初值的误差是数值预报,尤其是短期预报不确定性的重要来源。而由传统的常规观测资料获得的水汽资料时空分辨率低,并且缺乏高纬度和高原地区的资料。星载微波湿度计资料由于其覆盖范围广,分辨率高的特点,能很好地弥补常规资料的不足,同化微波湿度计资料对改善对流层中高层的水汽初始场精度有着重要意义。本文对搭载于我国风云3号(FY-3C)的微波湿度计(Micro Wave Humidity SounderⅡ——MWHS-2)资料在GRAPES-GFS模式中的同化应用进行研究。首先,运用主成分分析(PCA)的方法消除了MWHS-2观测资料中存在的条带噪音。结果表明将第一主成分进行5点平滑后重构观测数据可以有效地去除MWHS-2资料中沿扫描方向的观测噪音,重构后的MWHS资料沿扫描角变化特征与国外微波湿度计资料更为接近。在湿度计资料的质量控制过程中,在利用CRTM辐射传输模式分析湿度计单视场不同通道亮温对云参数的响应特征的基础上,利用亮温的通道间变率在有云条件下明显减小的特征建立了一个新的微波湿度计陆地资料的云检测方法。新的云检测算法能有效地剔除大部分受云影响的资料,对过冷水云、冰云、重叠云的检测能力较强,正确检测率可以达到80%以上,但是对卷云以及高度较低的水云的检测能力相对较弱。剔除后的晴空资料观测和模拟偏差更接近高斯分布。新方法能有效利用MWHS-2观测资料自身完成云检测,有很好的应用前景。完善质量控制方法后,研究针对MWHS-2水汽资料的特征,利用逐步回归的方法对MWHS-2气团偏差订正中的预报因子进行优选,增加了模式初估场地表温度和水汽总量,改进后的偏差订正方法能够使得观测残差更接近均值为0的正态分布。最后,将新的云检测方案和偏差订正方案应用到GRAPES全球模式中,以一次降水个例为例,探究了MWHS-2水汽资料对GRAPES全球模式的同化和预报效果的影响。结果表明,多次循环同化MWHS-2通道11、通道12观测资料对湿度场、温度场的分析和预报有正影响。新的云检测和偏差订正方案的加入能进一步改进500hPa位势高度、湿度和温度的初始场和预报场,与原方案相比有更小的平均偏差和均方根误差。
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P456.7
【图文】：

权重函数,通道

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空间分布,通道,信息工程,硕士学位论文

南京信息工程大学硕士学位论文１逦—Ｚ＃１Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦！逦Ｉ逦ｉ逦！逦ｉ逡逑０逦３０Ｅ逦６０Ｅ逦９０Ｅ邋１２０Ｅ邋１５０Ｅ邋１８０邋１５０Ｗ邋１２０Ｗ邋９０Ｗ邋６０Ｗ邋３０－２０邋－１５邋－１０邋－５逦－２逦０逦２逦５逦１０邋１５邋２０逡逑月１日００００ＵＴＣ前后３ｈ内ＭＷＨＳ－２通道１１观测亮温（ａ）、（Ｏ－Ｂ）邋（ｃ）的空间分布逡逑－１．０邋－Ｉ逦１逦１逦＇逦＇逦逡逑

空间分布,亮温,亮温差,通道

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【参考文献】