雷达和卫星资料同化在一次华南暴雨预报中的应用

发布时间：2020-09-16 14:15

　　 利用WRF模式和GSI同化系统,搭建了一套可以业务运行的预报系统,实现了对多普勒天气雷达反射率和径向风、葵花(Himawari-8)气象卫星等资料的同化功能。基于本系统,针对同化非常规资料可能带来的资料应用和预报效果问题,设计了多组同化方案,对2017年7月17～18日发生在华南的一次强降水过程进行模拟分析和同化效果评估。结果表明:分别同化常规资料、雷达径向风、雷达反射率反射率、卫星资料均对预报效果有所改进,特别是同化卫星资料,可以改善系统对云水物质的分析能力,进而提高海上天气过程的降水预报。基于分类试验同化的结果,对整体同化常规资料、雷达径向风、雷达反射率和卫星资料等对温度、风向风速、相对湿度和降水等模拟技巧进行评估后发现,整体同化对强降水的发生时间和强度预报有改进,但并非在所有方面都优于单独同化某一类资料的结果。
【部分图文】：

中山大学学报(自然科学版)第58卷图22017年7月17日08时～18日08时的24小时降水实况分布图Fig.2Twentyfourhouractualprecipitationover08:00BJT17thto08:00BJT18th，July2017本次降水个例的模拟分析主要关注华南，特别是广东沿海一带(图2中红色框线区域)。引起此次暴雨过程的天气形势(图3)大致为，在高层500hPa上，副高占据我国华东、华南大部分地区，副高脊线位于我国长江流域(27.5°N)附近，湖南到江西一带存在暖中心，冷中心和低压中心出现在川陕一带，温度场略超前于高度场;在低层700hPa上有2017年第4号台风“塔拉斯”在中南半岛登陆，虽然生成时间短，强度不大，但由于其结构松散，强大的外围云系覆盖范围较广;低层存在很强的东南急流将水汽由南海向华南区域输送;华南地区存在冷中心，再结合该区域的海陆热力差异以及地形等因素的影响，各方面对本次广东沿海地区的降水条件都比较有利。图3(a)2017年7月17日08时500hPa和(b)700hPa的天气形势Fig.3(a)Theweathersituationsat500hPaand(b)700hPaat08:00BJT17July20172.2同化结果分析为了评估同化试验对高度场、温度场和风场等物理量的改变情况，我们用各组同化试验与不同化任何观测(NDA组)进行对比。图4为各组同化试验中位势高度(gpm)、温度(℃)、相对湿度(%)、U分量(m/s)、V分量(m/s)的均方根误差(ＲMSE)随时间的变化情况(红色、蓝色、绿色、粉色、深棕色分别对应CON、VEL、ＲEF、AHI、ADA组)。可以看出，各组试验随预报时间的变化趋势?

。TS和ETS评分的区别在于ETS省去了随机预测系数，从图12可以看出，08时起预报24累计降水的话，在中雨量级，各组试验均表现一般，预报评分整体偏低，空报率比较高;在大雨量级，仅同化雷达径向风资料表现最好，TS/ETS评分比其他组高0.2分以上，空报率低0.4以上，且预报偏差也相对较小;在暴雨量级，仅同化常规资料和同化雷达反射率资料在各方面的表现都很好，较其他组平均高0.2～0.4分。17日20时到18日20时的24h累计降水，在中雨量级，同化葵花-8卫星图122017年7月17日08时～18日08时(a)和17日20时～18日20时(b)的各组试验模拟的24小时降水评分Fig.12Twentyfourhourprecipitationscoresfrom08:00BJT17thto08:00BJT18thand20:00BJT17thto20:00BJT18thundervarioussimulationtests09

【参考文献】

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【共引文献】

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