基于WRF/GSI同化系统的资料观测误差估计及对台风预报的影响研究
发布时间：2021-11-21 20:03
在全球变化背景下,极端天气日益增多,台风灾害影响日趋严重,因此,对台风预报水平的改善显得尤为迫切。资料同化技术的快速发展提高了资料在台风预报中的应用水平,但对资料观测误差估计及其对台风预报影响依然缺乏定量考量。本文利用中尺度模式WRF（Weather Research and Forecasting）为预报模式,耦合 GSI（Gridpoint Statistical Interpolation）同化系统,以 2015 年超强台风“苏迪罗”为例,开展常规观测资料中不同气象要素和观测误差估计同化试验研究,分析同化对台风强度、路径和初始场的影响;同时,利用加密探空资料对卫星反演温湿度廓线产品进行观测误差估计,对不同云覆盖情况下进行分类估计。本文得到的主要结果及结论如下:基于WRF模式和GSI系统之间可以进行耦合,使用GSI 3DVAR（Three-dimensional Variation）方法,进行循环同化,将 GSI 同化后的分析场放入 WRF模式中进行72小时预报试验,对常规观测数据进行观测误差估计的同化试验表明,同化试验中温湿度数据观测误差的改变,使得偏差小于进行观测误差估计前的同...
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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?■？峰?ｘ■叫??一?１?Ｊ｜?３??图３．１?“苏迪穸”台风路径雨（雍自温州台凤：网）??３．１．２环流形势分析??圈３．２表示的是．台风“苏廸罗”?５００?ｈＰａ位势高度场，表征了在５００?ｈＰａ屬度??上４?“苏迪罗”在２０１５年８月５日到８月１０?Ｈ之间的低压中心所在位置的变化??和副高的移动。可以发现，在５曰１２时，中国中部地区为一个东北－西南向的低??槽区，副热带高ＪＩ主体位于黄海附近，副高脊线位于３０°?Ｎ附近。台风位于副热??带高压南缘，其中心与同经度的副热带高压脊线相距八个纬度以上，使得台风向??西移动（朱乾根等，２０００）。６日１２时副高脊线北抬至３０°?Ｎ以上，使得引导??气流偏北分量增大，台风向西北偏西的方向移动。低压槽槽后的髙＇压脊东移叠加??在副热带高压上使得副热带高压加强西伸，副热带高压南面的台风持续向偏西方??向移动。７?３?１２时
??图３．６显示的是２０１５年８月５日００时（ＵＴＣ，下同）同化试验使用的观测??数据分布图。从图中观察可以看出发现，００时和１２时的数据比较多，０６时陆??面上的数据分布比较少，因为探空观测主要在００和１２ＵＴＣ；根据图３．６可以发??现，地面观测站资料和探空观测（ＡＤＵＰＡ）资料主要位于陆面区域，而船舶资??料（ＳＨＩＰ＋ＢＵＯＹ）和飞机报（ＡＩＲＣＦＴ）资料主要覆盖于洋面。???１２０＊?Ｅ?１４〇＇ｅ?１６０＊?Ｅ??１２０’Ｅ?１４０＊?Ｅ??１６０＊Ｅ??１２０＊?Ｅ?１４０＊?Ｅ?１６〇＇?Ｅ??（闼Ｗ．．：?Ｒｂ５￣￣￣?ｌ（中?＿?，；ｖ．广７?ｆ?；??＾Ｎ．：?＿１－丨??：．．ｖ?．?＂＂?ｙ■?／：?■?■?．?－：：－ｆ?ａ：?：??，，Ｎ?Ｓ．．．息］．．．．．．．．．．丄：丨．—，長為．」．．．．．．．．．．．．．．．．：．．．．．．．．．．．．，。＋！．．集１?：．．．．．．ｌ：：．．．．．；．．．．．．．．．．．．??Ｉ?；?〇．?ｉｌｌ?ｆｌ．?Ｉ?；??？?ＳＨＩＰ＋ＢＵＯＹ?？?ＡＤＵＰＡ?？?ＡＩＲＣＦＴ??图３．６?２０１５年８月５日００时（ａ）?０６时（ｂ）和１２时（ｃ）的数据分布。其中
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同资料同化对登陆台风菲特（2013）短时预报的影响研究[J]. 陈锋,董美莹,冀春晓. 气象. 2017(09)
[2]资料同化中自动站数据质量控制方法应用[J]. 邵长亮,王娇,赵旭. 气象科技. 2017(04)
[3]多源资料循环同化在台风“潭美”预报中的应用[J]. 董海萍,袁炳,罗雨. 热带气象学报. 2017(04)
[4]基于GSI的华南地区对流尺度快速循环同化预报试验[J]. 文秋实,王东海. 气象. 2017(06)
[5]非高斯分布观测误差资料的变分质量控制对暴雨预报的影响[J]. 马旭林,和杰,周勃旸,李琳琳,计燕霞,郭欢. 大气科学学报. 2017(02)
[6]WRF模式与自动站资料同化相结合的辽宁高分辨2012年1月气温场建立试验[J]. 周易,江志红,邱欣,李伟,张强. 气象科学. 2016(05)
[7]加密探空资料在华东区域业务模式中的应用试验[J]. 徐同,王晓峰,张蕾,杨玉华,李佳. 暴雨灾害. 2016(04)
[8]风云三号卫星红外高光谱探测技术及潜在应用[J]. 漆成莉,顾明剑,胡秀清,吴春强. 气象科技进展. 2016(01)
[9]晨昏轨道微波温度计资料同化对降水定量预报的影响及其对三轨卫星系统的意义[J]. 邹晓蕾,秦正坤,翁富忠. 大气科学. 2016(01)
[10]基于GSI同化系统的卫星辐射率资料的同化试验[J]. 段华,潘晓滨,臧增亮,贾伟,李拓. 干旱气象. 2015(06)
博士论文
[1]高光谱红外辐射资料在区域模式中的直接同化及应用研究[D]. 刘延安.华东师范大学 2015
硕士论文
[1]GRAPES-3DVAR中非高斯分布观测误差资料的变分质量控制研究[D]. 和杰.南京信息工程大学 2016
本文编号：3510146
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３．１?“苏迪穸”台风路径雨（雍自温州台凤：网）??
?■？峰?ｘ■叫??一?１?Ｊ｜?３??图３．１?“苏迪穸”台风路径雨（雍自温州台凤：网）??３．１．２环流形势分析??圈３．２表示的是．台风“苏廸罗”?５００?ｈＰａ位势高度场，表征了在５００?ｈＰａ屬度??上４?“苏迪罗”在２０１５年８月５日到８月１０?Ｈ之间的低压中心所在位置的变化??和副高的移动。可以发现，在５曰１２时，中国中部地区为一个东北－西南向的低??槽区，副热带高ＪＩ主体位于黄海附近，副高脊线位于３０°?Ｎ附近。台风位于副热??带高压南缘，其中心与同经度的副热带高压脊线相距八个纬度以上，使得台风向??西移动（朱乾根等，２０００）。６日１２时副高脊线北抬至３０°?Ｎ以上，使得引导??气流偏北分量增大，台风向西北偏西的方向移动。低压槽槽后的髙＇压脊东移叠加??在副热带高压上使得副热带高压加强西伸，副热带高压南面的台风持续向偏西方??向移动。７?３?１２时
??图３．６显示的是２０１５年８月５日００时（ＵＴＣ，下同）同化试验使用的观测??数据分布图。从图中观察可以看出发现，００时和１２时的数据比较多，０６时陆??面上的数据分布比较少，因为探空观测主要在００和１２ＵＴＣ；根据图３．６可以发??现，地面观测站资料和探空观测（ＡＤＵＰＡ）资料主要位于陆面区域，而船舶资??料（ＳＨＩＰ＋ＢＵＯＹ）和飞机报（ＡＩＲＣＦＴ）资料主要覆盖于洋面。???１２０＊?Ｅ?１４〇＇ｅ?１６０＊?Ｅ??１２０’Ｅ?１４０＊?Ｅ??１６０＊Ｅ??１２０＊?Ｅ?１４０＊?Ｅ?１６〇＇?Ｅ??（闼Ｗ．．：?Ｒｂ５￣￣￣?ｌ（中?＿?，；ｖ．广７?ｆ?；??＾Ｎ．：?＿１－丨??：．．ｖ?．?＂＂?ｙ■?／：?■?■?．?－：：－ｆ?ａ：?：??，，Ｎ?Ｓ．．．息］．．．．．．．．．．丄：丨．—，長為．」．．．．．．．．．．．．．．．．：．．．．．．．．．．．．，。＋！．．集１?：．．．．．．ｌ：：．．．．．；．．．．．．．．．．．．??Ｉ?；?〇．?ｉｌｌ?ｆｌ．?Ｉ?；??？?ＳＨＩＰ＋ＢＵＯＹ?？?ＡＤＵＰＡ?？?ＡＩＲＣＦＴ??图３．６?２０１５年８月５日００时（ａ）?０６时（ｂ）和１２时（ｃ）的数据分布。其中
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同资料同化对登陆台风菲特（2013）短时预报的影响研究[J]. 陈锋,董美莹,冀春晓. 气象. 2017(09)
[2]资料同化中自动站数据质量控制方法应用[J]. 邵长亮,王娇,赵旭. 气象科技. 2017(04)
[3]多源资料循环同化在台风“潭美”预报中的应用[J]. 董海萍,袁炳,罗雨. 热带气象学报. 2017(04)
[4]基于GSI的华南地区对流尺度快速循环同化预报试验[J]. 文秋实,王东海. 气象. 2017(06)
[5]非高斯分布观测误差资料的变分质量控制对暴雨预报的影响[J]. 马旭林,和杰,周勃旸,李琳琳,计燕霞,郭欢. 大气科学学报. 2017(02)
[6]WRF模式与自动站资料同化相结合的辽宁高分辨2012年1月气温场建立试验[J]. 周易,江志红,邱欣,李伟,张强. 气象科学. 2016(05)
[7]加密探空资料在华东区域业务模式中的应用试验[J]. 徐同,王晓峰,张蕾,杨玉华,李佳. 暴雨灾害. 2016(04)
[8]风云三号卫星红外高光谱探测技术及潜在应用[J]. 漆成莉,顾明剑,胡秀清,吴春强. 气象科技进展. 2016(01)
[9]晨昏轨道微波温度计资料同化对降水定量预报的影响及其对三轨卫星系统的意义[J]. 邹晓蕾,秦正坤,翁富忠. 大气科学. 2016(01)
[10]基于GSI同化系统的卫星辐射率资料的同化试验[J]. 段华,潘晓滨,臧增亮,贾伟,李拓. 干旱气象. 2015(06)
博士论文
[1]高光谱红外辐射资料在区域模式中的直接同化及应用研究[D]. 刘延安.华东师范大学 2015
硕士论文
[1]GRAPES-3DVAR中非高斯分布观测误差资料的变分质量控制研究[D]. 和杰.南京信息工程大学 2016
本文编号：3510146
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