同化FY-3C/MWHTS观测资料反演的海面气压场对台风数值预报的影响
发布时间：2021-08-27 05:16
由中国风云三号C星（FY-3C）搭载的微波温湿探测仪（MWHTS）的亮温观测资料能够实时反演得到高分辨率、高精度的海面气压场。基于三维变分同化方法将FY-3C/MWHTS观测资料反演的海面气压场同化进入中尺度天气研究与预报（Weather Research and Forecasting,WRF）模式,以台风"Maria"和"Noru"为例,通过控制实验和同化试验的对比分析,探讨了同化反演的海面气压场对台风数值预报的影响。初始化敏感性试验结果表明,同化海面气压场使初始时刻台风中心气压与位置更接近实况,并且调整了台风初始温度场和风场的结构和分布。台风的数值预报结果表明:同化反演的海面气压场能够改进台风的路径和强度预报精度。
【文章来源】：遥感技术与应用. 2020,35(04)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
反演的热带气旋区域海面气压与现场观测对比结果
FY-3C/MWHTS亮温资料反演的海面气压场和NCEP FNL海面气压分析场（h Pa)
图3(a）、（b）分别描述了CTRL试验和REXP试验的Maria初始时刻海面气压场。对比分析可以看出，REXP试验初始时刻台风中心附近强度较CTRL试验明显增加，等值线分布更加密集。REXP试验最低海面气压值为939 h Pa，而控制试验为956 h Pa,REXP试验的中心气压与最佳路径数据（935 h Pa）更加接近。图3中的灰色三角符号标注了初始时刻CMA发布的台风中心位置，可以看出REXP试验的中心位置（18.00°N,140.25°E）与CMA最佳路径数据（18.00°N,140.30°E）基本一致，而CTRL试验的中心位置（18.00°N,140.00°E）与最佳路径有一定偏差。图4描述了初始时刻CTRL试验和REXP试验Maria的温度距平的纬向垂直剖面。温度距平是指偏离环境场平均温度的量，这里环境场是指以热带气旋中心为圆心，6°和8°为半径的同心圆圈之间的区域。由图4可以看出在250 h Pa高度处Maria有一个明显的暖心，REXP试验得到的暖心强度更强，最大暖心距平为18.0°，CTRL试验得到的暖心强度较弱，最大暖心距平为10.0°。REXP试验中温度距平大于4°的暖心区域纵贯800～100 h Pa，而CTRL试验的暖心主要位于对流层中高层，且水平尺度小于REXP试验。图5给出了初始时刻CTRL试验和REXP试验Noru的温度距平的纬向垂直剖面。可以看出，CTRL试验台风中心附近的温度距平等值线较为稀疏，在300 h Pa高度附近有一个暖心，最大暖心距平为10.0°。相比之下，REXP试验的暖心强度更强，中心附近温度距平梯度更大，最大暖心距平为14.0°。这种暖心强度的增强与台风中心气压梯度的增大以及台风强度的增强有关。因此，同化FY-3C/MWHTS海面气压场不仅使低层台风中心强度加强，并一直影响到了对流层顶，调整了台风的暖心结构和强度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Sensitivity of WRF simulated typhoon track and intensity over the South China Sea to horizontal and vertical resolutions[J]. Zhiyuan Wu,Changbo Jiang,Bin Deng,Jie Chen,Xiaojian Liu. Acta Oceanologica Sinica. 2019(07)
[2]不同初始场资料对台风“桑美”数值模拟的影响[J]. 李秋阳,沈菲菲,许冬梅,楚志刚,王易. 气象科技. 2019(03)
[3]基于遥感卫星资料的台风监测技术研究进展[J]. 胡潭高,张登荣,王洁,张煜洲. 遥感技术与应用. 2013(06)
[4]散射计资料对台风海平面气压场的反演和定位的新方法研究[J]. 张亮,黄思训,杜华栋. 物理学报. 2011(11)
[5]散射计风场反演的台风海平面气压场分析[J]. 张帆,刘宇迪. 自然科学进展. 2008(11)
[6]三维变分同化中不同物理量对台风预报的影响[J]. 刘磊,费建芳,程小平. 气象与减灾研究. 2008(01)
[7]反演台风海平面气压场与NCEP及报文资料的对比[J]. 张帆,赵继业. 广东气象. 2008(01)
[8]热带气旋的结构对其移动影响的动力分析[J]. 雷小途. 海洋学报(中文版). 2002(01)
[9]利用台风中心气压值判断台风发展和动向[J]. 赵怀森. 世界海运. 1998(02)
[10]台风的内力[J]. 钮学新. 大气科学. 1983(01)
博士论文
[1]基于被动微波探测的海面气压反演理论和方法研究[D]. 张子瑾.中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心) 2019
本文编号：3365726
【文章来源】：遥感技术与应用. 2020,35(04)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
反演的热带气旋区域海面气压与现场观测对比结果
FY-3C/MWHTS亮温资料反演的海面气压场和NCEP FNL海面气压分析场（h Pa)
图3(a）、（b）分别描述了CTRL试验和REXP试验的Maria初始时刻海面气压场。对比分析可以看出，REXP试验初始时刻台风中心附近强度较CTRL试验明显增加，等值线分布更加密集。REXP试验最低海面气压值为939 h Pa，而控制试验为956 h Pa,REXP试验的中心气压与最佳路径数据（935 h Pa）更加接近。图3中的灰色三角符号标注了初始时刻CMA发布的台风中心位置，可以看出REXP试验的中心位置（18.00°N,140.25°E）与CMA最佳路径数据（18.00°N,140.30°E）基本一致，而CTRL试验的中心位置（18.00°N,140.00°E）与最佳路径有一定偏差。图4描述了初始时刻CTRL试验和REXP试验Maria的温度距平的纬向垂直剖面。温度距平是指偏离环境场平均温度的量，这里环境场是指以热带气旋中心为圆心，6°和8°为半径的同心圆圈之间的区域。由图4可以看出在250 h Pa高度处Maria有一个明显的暖心，REXP试验得到的暖心强度更强，最大暖心距平为18.0°，CTRL试验得到的暖心强度较弱，最大暖心距平为10.0°。REXP试验中温度距平大于4°的暖心区域纵贯800～100 h Pa，而CTRL试验的暖心主要位于对流层中高层，且水平尺度小于REXP试验。图5给出了初始时刻CTRL试验和REXP试验Noru的温度距平的纬向垂直剖面。可以看出，CTRL试验台风中心附近的温度距平等值线较为稀疏，在300 h Pa高度附近有一个暖心，最大暖心距平为10.0°。相比之下，REXP试验的暖心强度更强，中心附近温度距平梯度更大，最大暖心距平为14.0°。这种暖心强度的增强与台风中心气压梯度的增大以及台风强度的增强有关。因此，同化FY-3C/MWHTS海面气压场不仅使低层台风中心强度加强，并一直影响到了对流层顶，调整了台风的暖心结构和强度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Sensitivity of WRF simulated typhoon track and intensity over the South China Sea to horizontal and vertical resolutions[J]. Zhiyuan Wu,Changbo Jiang,Bin Deng,Jie Chen,Xiaojian Liu. Acta Oceanologica Sinica. 2019(07)
[2]不同初始场资料对台风“桑美”数值模拟的影响[J]. 李秋阳,沈菲菲,许冬梅,楚志刚,王易. 气象科技. 2019(03)
[3]基于遥感卫星资料的台风监测技术研究进展[J]. 胡潭高,张登荣,王洁,张煜洲. 遥感技术与应用. 2013(06)
[4]散射计资料对台风海平面气压场的反演和定位的新方法研究[J]. 张亮,黄思训,杜华栋. 物理学报. 2011(11)
[5]散射计风场反演的台风海平面气压场分析[J]. 张帆,刘宇迪. 自然科学进展. 2008(11)
[6]三维变分同化中不同物理量对台风预报的影响[J]. 刘磊,费建芳,程小平. 气象与减灾研究. 2008(01)
[7]反演台风海平面气压场与NCEP及报文资料的对比[J]. 张帆,赵继业. 广东气象. 2008(01)
[8]热带气旋的结构对其移动影响的动力分析[J]. 雷小途. 海洋学报(中文版). 2002(01)
[9]利用台风中心气压值判断台风发展和动向[J]. 赵怀森. 世界海运. 1998(02)
[10]台风的内力[J]. 钮学新. 大气科学. 1983(01)
博士论文
[1]基于被动微波探测的海面气压反演理论和方法研究[D]. 张子瑾.中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心) 2019
本文编号：3365726
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/qxxlw/3365726.html
