CIMISS与GDAS数据库中探空湿度资料评估分析研究
发布时间：2021-07-30 13:11
探空观测资料作为天气预报和数值预报不可缺少的资料源在科研和业务中发挥着重要作用,但该资料质量的好坏直接影响模式预报的准确性,因此必须在资料源头开展资料质量控制确保高质量资料在同化和模式预报中得到应用。质量控制要有好的效验工具和比对资料,本文将我国业务数值预报的CIMISS数据库与NCEP的GDAS数据库的探空湿度资料进行比较,了解CIMISS库资料的质量与偏差情况,以及两种资料库数据在GRAPES 4DVAR同化应用结果,试验表明:两个库资料虽然存在偏差,经过质量控制,偏差明显减小;在实际同化分析与EC再分析场比较水平和垂直偏差都很小,模式预报降水评分基本一致,从而证实CIMISS库中探空湿度资料的合理可用性,为深入认识探空湿度资料的质量和性能提供了依据。
【文章来源】：高原气象. 2020,39(05)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
2018年6月15-30日两个不同数据库GRAPES模式不同预报时效降水技巧评分
选取2018年6月00:00与12:00中国区（15°N-65°N,70°E-145°E）和北美区（15°N-65°N,50°W-130°W)CIMISS库质量控制前后的探空湿度场与GDAS库质控后探空湿度场，比较其垂直方向平均偏差和均方根偏差。由于获取的GDAS库资料是经过质量控制数据，故采用CIMISS库资料经过质量控制前后的场分别与该GDAS库资料比较。由2018年6月00:00与12:00 CIMISS库质控前后与GDAS库质控后相对湿度垂直场偏差比较（图3）可以看出，GDAS库与CIMISS库质量控制前后偏差比较都是正偏差，说明CIMISS库探空湿度观测小于GDAS库资料；经过质量控制后CIMISS库探空湿度资料与GDAS库偏差明显减小；北美区偏差无论在00:00还是12:00都要小于中国区；其中在北美区低层质量控制后偏差减小效果更加显著[图3(c),(d）]。低层700 hPa以下偏差小于5%，而12:00偏差明显小于00:00[图3(d）]，且经过质量控制后CIMISS库与GDAS库湿度偏差接近零，说明两个库的数据经过质量控制后基本一致。高层200 hPa附近偏差最大达18%。通过对中国区和北美区两个数据库垂直偏差比较，看出这两种库在低层偏差较小，经过质量控制最多减少7%，说明两者探空观测湿度在低层较一致；而500 hPa以上偏差增加，虽然质量控制后偏差减小近3%，但高层偏差依然存在，即CIMISS库的探空湿度观测高层有明显的偏干现象。3.2 水平偏差分析
通过比较两个资料库CIMISS与GDAS探空湿度观测的垂直和水平偏差分布（图3～5）还可以看出，偏差多为正值，说明CIMISS库探空湿度观测在大部分地区都是小于GDAS库资料；通过资料的质量控制，两个库观测资料的偏差是显著减小，即质量控制后的CIMISS库数据更加接近GDAS库数据。经过质量控制后两个库资料比较：垂直方向在700 hPa以下，偏差很小，接近零，说明两个资料库探空湿度观测是一致的；而700 hPa以上相对湿度偏差逐渐增加，在250 hPa偏差达到最大；其中该层次以上中国区偏差略大于北美区。从300 hPa和500 hPa相对湿度水平偏差分布看，相对湿度水平偏差值300 hPa要大于500 hPa，这与图3垂直分布结果一致。水平偏差分布12:00略大于00:00。500 hPa北半球35°N以南偏差要小于其以北地区。虽然CIMISS库的探空湿度观测值小于GDAS库观测，经过质量控制后明显减小了偏差，且中国区、北美区500 hPa部分地区偏差都在5%以下，说明质量控制起到了改进作用。但质量控制后两个数据库的探空湿度观测偏差依然存在，特别是在中高层，无论是00:00还是12:00，在500 hPa 40°N以北区域偏差仍达10%，所以CIMISS库探空湿度观测仍然需要进行偏差订正，减小中高层观测偏差，提高资料的使用精度。4 同化预报效果比较
【参考文献】：
期刊论文
[1]曹妃甸工业区空气污染来源及其对周边地区污染贡献的数值模拟研究[J]. 李欣怡,向伟玲,陈学舜,朱莉莉,王自发,杨文夷. 气候与环境研究. 2019(04)
[2]青藏高原东北部一次罕见强对流天气的中小尺度系统特征分析[J]. 朱平,俞小鼎. 高原气象. 2019(01)
[3]L波段探空仪湿度资料偏差订正及同化试验[J]. 郝民,龚建东,田伟红,万晓敏. 应用气象学报. 2018(05)
[4]加密FY-2G云导风质量评估及其在GRAPES＿RAFS系统中的应用分析[J]. 万晓敏,韩威,田伟红,何晓欢. 高原气象. 2018(04)
[5]自动与人工观测霾日、雾日序列连续性分析[J]. 任芝花,余予,韩瑞,冯明农. 高原气象. 2018(03)
[6]中国探空观测与第3代再分析大气湿度资料的对比研究[J]. 张思齐,郭艳君,王国复. 气象学报. 2018(02)
[7]俄罗斯探空观测减少对GRAPES模式的影响分析[J]. 田伟红. 气象. 2018(02)
[8]L波段探空秒级资料稀疏化方案及检验方法[J]. 李庆雷,远芳,杨贵,廖捷,胡开喜,姚爽,周自江. 气象科技进展. 2018(01)
[9]同化风廓线雷达资料对浙江降水预报改进评估[J]. 余贞寿,冀春晓,杨程,黎玥君. 应用气象学报. 2018(01)
[10]地面气压同化递进式OMB质量控制方法研究[J]. 刘佩廷,徐枝芳,朱克云,王婧,李泽椿. 气象. 2017(09)
本文编号：3311466
【文章来源】：高原气象. 2020,39(05)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
2018年6月15-30日两个不同数据库GRAPES模式不同预报时效降水技巧评分
选取2018年6月00:00与12:00中国区（15°N-65°N,70°E-145°E）和北美区（15°N-65°N,50°W-130°W)CIMISS库质量控制前后的探空湿度场与GDAS库质控后探空湿度场，比较其垂直方向平均偏差和均方根偏差。由于获取的GDAS库资料是经过质量控制数据，故采用CIMISS库资料经过质量控制前后的场分别与该GDAS库资料比较。由2018年6月00:00与12:00 CIMISS库质控前后与GDAS库质控后相对湿度垂直场偏差比较（图3）可以看出，GDAS库与CIMISS库质量控制前后偏差比较都是正偏差，说明CIMISS库探空湿度观测小于GDAS库资料；经过质量控制后CIMISS库探空湿度资料与GDAS库偏差明显减小；北美区偏差无论在00:00还是12:00都要小于中国区；其中在北美区低层质量控制后偏差减小效果更加显著[图3(c),(d）]。低层700 hPa以下偏差小于5%，而12:00偏差明显小于00:00[图3(d）]，且经过质量控制后CIMISS库与GDAS库湿度偏差接近零，说明两个库的数据经过质量控制后基本一致。高层200 hPa附近偏差最大达18%。通过对中国区和北美区两个数据库垂直偏差比较，看出这两种库在低层偏差较小，经过质量控制最多减少7%，说明两者探空观测湿度在低层较一致；而500 hPa以上偏差增加，虽然质量控制后偏差减小近3%，但高层偏差依然存在，即CIMISS库的探空湿度观测高层有明显的偏干现象。3.2 水平偏差分析
通过比较两个资料库CIMISS与GDAS探空湿度观测的垂直和水平偏差分布（图3～5）还可以看出，偏差多为正值，说明CIMISS库探空湿度观测在大部分地区都是小于GDAS库资料；通过资料的质量控制，两个库观测资料的偏差是显著减小，即质量控制后的CIMISS库数据更加接近GDAS库数据。经过质量控制后两个库资料比较：垂直方向在700 hPa以下，偏差很小，接近零，说明两个资料库探空湿度观测是一致的；而700 hPa以上相对湿度偏差逐渐增加，在250 hPa偏差达到最大；其中该层次以上中国区偏差略大于北美区。从300 hPa和500 hPa相对湿度水平偏差分布看，相对湿度水平偏差值300 hPa要大于500 hPa，这与图3垂直分布结果一致。水平偏差分布12:00略大于00:00。500 hPa北半球35°N以南偏差要小于其以北地区。虽然CIMISS库的探空湿度观测值小于GDAS库观测，经过质量控制后明显减小了偏差，且中国区、北美区500 hPa部分地区偏差都在5%以下，说明质量控制起到了改进作用。但质量控制后两个数据库的探空湿度观测偏差依然存在，特别是在中高层，无论是00:00还是12:00，在500 hPa 40°N以北区域偏差仍达10%，所以CIMISS库探空湿度观测仍然需要进行偏差订正，减小中高层观测偏差，提高资料的使用精度。4 同化预报效果比较
【参考文献】：
期刊论文
[1]曹妃甸工业区空气污染来源及其对周边地区污染贡献的数值模拟研究[J]. 李欣怡,向伟玲,陈学舜,朱莉莉,王自发,杨文夷. 气候与环境研究. 2019(04)
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[3]L波段探空仪湿度资料偏差订正及同化试验[J]. 郝民,龚建东,田伟红,万晓敏. 应用气象学报. 2018(05)
[4]加密FY-2G云导风质量评估及其在GRAPES＿RAFS系统中的应用分析[J]. 万晓敏,韩威,田伟红,何晓欢. 高原气象. 2018(04)
[5]自动与人工观测霾日、雾日序列连续性分析[J]. 任芝花,余予,韩瑞,冯明农. 高原气象. 2018(03)
[6]中国探空观测与第3代再分析大气湿度资料的对比研究[J]. 张思齐,郭艳君,王国复. 气象学报. 2018(02)
[7]俄罗斯探空观测减少对GRAPES模式的影响分析[J]. 田伟红. 气象. 2018(02)
[8]L波段探空秒级资料稀疏化方案及检验方法[J]. 李庆雷,远芳,杨贵,廖捷,胡开喜,姚爽,周自江. 气象科技进展. 2018(01)
[9]同化风廓线雷达资料对浙江降水预报改进评估[J]. 余贞寿,冀春晓,杨程,黎玥君. 应用气象学报. 2018(01)
[10]地面气压同化递进式OMB质量控制方法研究[J]. 刘佩廷,徐枝芳,朱克云,王婧,李泽椿. 气象. 2017(09)
本文编号：3311466
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