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GRAPES-3Dvar雷达资料直接同化对江淮暴雨数值预报影响的分析研究 被引量：12
1
作者 李媛 刘健文 +1 位作者 董佩明 刘红亚 《气象》 CSCD 北大核心 2011年第4期403-411,共9页
使用具备多普勒雷达资料直接同化功能的GRAPES-3Dvar同化系统,对2007年7月江淮流域连续性暴雨过程中4个个例进行了数值预报试验,结果表明多普勒径向速度以及基本反射率因子的直接同化可以有效改进中尺度降水数值预报的效果。对7月3日雷... 使用具备多普勒雷达资料直接同化功能的GRAPES-3Dvar同化系统,对2007年7月江淮流域连续性暴雨过程中4个个例进行了数值预报试验,结果表明多普勒径向速度以及基本反射率因子的直接同化可以有效改进中尺度降水数值预报的效果。对7月3日雷达资料联合同化以及单独同化对分析和预报影响的进一步分析显示,联合同化能够有效改善初始分析场中的风场和湿度信息,激发模式降水,减小SPIN-UP现象,中尺度系统降水的发生发展以及强度、走势和落区的预报得到较为准确的表征,显著改善了中尺度强降水数值预报效果。径向速度的直接同化主要贡献表现在风场上,能够在初始场中增加气旋性涡旋等中小尺度风信息,改善三维风场分析。反射率直接同化的主要影响体现在湿度场上,改进了初始场中的湿度参数,对降水预报影响明显。 展开更多
关键词 多普勒雷达 直接同化 grapes-3dvar 数值预报 江淮暴雨
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基于GRAPES-MESO模式的非静力三维变分同化方案性能分析 被引量：6
2
作者 王叶红 赖安伟 +1 位作者 林春泽 王明欢 《高原气象》 CSCD 北大核心 2013年第3期689-706,共18页
利用国家气象中心中尺度业务模式GRAPES-MESO V3.0,以2009年6—8月为例,用T213模式12h预报场为大尺度模式背景场,进行了非静力GRAPES-3DVAR系统同化(3DVAR试验)与不同化(CNTL试验)探空资料的两组数值试验,并对降水、高度、温度、风场和... 利用国家气象中心中尺度业务模式GRAPES-MESO V3.0,以2009年6—8月为例,用T213模式12h预报场为大尺度模式背景场,进行了非静力GRAPES-3DVAR系统同化(3DVAR试验)与不同化(CNTL试验)探空资料的两组数值试验,并对降水、高度、温度、风场和相对湿度场进行了统计检验和典型个例分析,探讨了非静力三维变分同化系统的性能。结果表明:(1)除700hPa相对湿度场外,3DVAR试验850,700和500hPa初始温、压、湿和风场均方根误差均比CNTL试验有所增加,其中3DVAR试验对500hPa初始温、压和风场的负贡献最为显著。随着预报时间延长,3DVAR试验对500hPa风场预报的负贡献较为明显;(2)对整个模式积分区域平均状况而言,3DVAR试验对模式0～24h和12～36h降水预报中大多数降水量级的TS评分都小于CNTL试验;(3)CNTL试验对小雨、中雨的预报范围比较适中,对大雨、暴雨及大暴雨的预报范围均小于实况,且随着降水量级的增大,预报范围较实况偏小的程度加剧;3DVAR试验则对各量级降水范围预报偏小的程度均大于CNTL试验,特别是中雨以上强度的降水;(4)CNTL试验较3DVAR试验能更好地模拟雨带的分布、演变特征和降水强度的变化;(5)CNTL试验较好地再现了长江中下游、华南、华北、东北、西南地区东部和华东平均降水率的逐日演变及峰值、谷值模拟,但强度普遍偏弱;3DVAR试验模拟的各区域日平均降水率的演变趋势与CNTL试验类似,但强度弱于CNTL试验,因而其与实况的差异进一步加大;(6)两个试验与观测均有较好的一致性,CNTL试验的一致性略好于3DVAR试验;对<1.5mm·d-1的降水,两个试验都倾向于过多地预报了降水量;对>1.5mm·d-1的降水,两个试验预报的都偏弱;对1.5mm·d-1以下的降水,两个试验的预报水平相当;对1.5mm·d-1以上的降水,CNTL试验的预报优于3DVAR试验;(7)对2009年6—8月逐日降水预报结果进行了考察,整体而言,CNTL试验能较好地预报出逐日雨带的位置,强度也与实况基本接近,对西风带低槽、台风、低涡、切变线和局地降水都有较好的表现。3DVAR试验对逐日雨带的预报大致与CNTL试验类似,但预报的降水强度普遍弱于CNTL试验。 展开更多
关键词 grapes-3dvar同化系统 grapes-MESO V3 0模式 预报效果检验
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降水资料同化在GRAPES-MESO模式中应用试验研究 被引量：4
3
作者 王叶红 赖安伟 +1 位作者 赵玉春 王明欢 《大气科学》 CSCD 北大核心 2013年第3期645-667,共23页
利用国家气象中心中尺度业务数值预报模式GRAPES-MESOv3.0,以2010年6月1～30日为例,开展地面降水率1DVAR(one-dimensional variational assimilation)同化方案在GRAPES-3DVAR(three-dimensional variational assimilation)同化系统中的... 利用国家气象中心中尺度业务数值预报模式GRAPES-MESOv3.0,以2010年6月1～30日为例,开展地面降水率1DVAR(one-dimensional variational assimilation)同化方案在GRAPES-3DVAR(three-dimensional variational assimilation)同化系统中的应用试验研究(ASSI试验),并以未加降水资料同化的试验为对照试验(CNTL试验),以评估全国1h加密雨量资料在模式中同化应用的效果。结果表明:1)在相对湿度背景误差和降水率观测误差范围内,1DVAR同化方案能够对湿度廓线进行有意义的调整,使分析降水向观测降水靠近;ASSI试验对初始温、压、湿、风场的修正主要为正效果;2)对2010年6月17～21日江南、华南连续性降水过程进行了分析,整体而言ASSI试验对逐日及逐时降水强度的预报普遍强于CNTL试验,与实况更加接近;3)ASSI试验对2010年6月1～30日08时起报的0～24h模式预报的小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨各个降水量级TS评分及ETS评分相比CNTL试验均有较明显提高,预报偏差也更接近于1;4)ASSI试验较CNTL试验能更好地模拟雨带的分布、雨带演变特征和降水强度的变化;5)对降水所做的典型个例和统计检验分析从不同角度说明了地面降水资料1DVAR同化方案在GRAPES-3DVAR系统中的应用改善了GRAPES-MESOv3.0的降水模拟效果。 展开更多
关键词 降水资料 1dvar grapes-3dvar 暴雨
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高光谱大气红外探测器AIRS资料云检测及晴空通道应用技术初步研究 被引量：12
4
作者 朱文刚 李刚 +3 位作者 张华 金大智 王根 钟亦鸣 《气象》 CSCD 北大核心 2013年第5期633-644,共12页
目前GRAPES-3DVar(全球\区域同化预报系统)使用的AIRS云检测方案只能够检测出完全晴空时的视场资料,对于受到云污染的视场,所有通道资料全部被剔除。研究表明有云视场当中的云顶以上资料对数值预报的影响更加重要,研究也更加有意义。因... 目前GRAPES-3DVar(全球\区域同化预报系统)使用的AIRS云检测方案只能够检测出完全晴空时的视场资料,对于受到云污染的视场,所有通道资料全部被剔除。研究表明有云视场当中的云顶以上资料对数值预报的影响更加重要,研究也更加有意义。因此,文章借鉴McNally和Watts云检测方案,结合GRAPES-3DVar系统和仪器特征,建立了一种适合于GRAPES-3DVar模式的晴空通道检测方案。该方案不但可以检测出完全晴空的视场资料,同时也可以检测出有云视场当中不受云影响的云顶以上通道资料;另外,还可以求出云顶高度,判断出高、中和低云。然后,将AIRS观测资料分别用晴空视场检测方案和晴空通道检测方案进行云检测,从结果分析看,晴空视场检测方案可以检测出的晴空资料占总资料的9.14%,而晴空通道检测方案检测出的晴空资料达到了34.86%,是传统云检测方案的3.8倍,大大增加了资料的使用度。 展开更多
关键词 AIRS 云检测 晴空通道检测 晴空视场检测 grapes-3dvar
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降水资料同化在梅雨锋特大暴雨个例模拟中的应用研究 被引量：12
5
作者 王叶红 赖安伟 赵玉春 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期402-417,共16页
利用暴雨数值预报模式AREM,以2009年6月29日发生在长江中下游地区的一次梅雨锋特大暴雨过程为例,以NCEP预报场为背景场,首先开展了不同化任何资料(无同化试验)以及分别利用GRAPES-3DVAR同化系统和局地分析预报系统(LAPS)同化地面、探空... 利用暴雨数值预报模式AREM,以2009年6月29日发生在长江中下游地区的一次梅雨锋特大暴雨过程为例,以NCEP预报场为背景场,首先开展了不同化任何资料(无同化试验)以及分别利用GRAPES-3DVAR同化系统和局地分析预报系统(LAPS)同化地面、探空资料的3组数值试验,然后进一步开展了降水资料一维变分同化方法在GRAPES-3DVAR同化系统及LAPS系统中二次同化的效果研究,结果表明:(1)采用GRAPES-3DVAR系统同化地面、探空资料的数值试验,其降水预报效果不如无同化试验结果;而采用LAPS资料同化系统同化地面、探空资料的数值试验,其降水预报效果优于无同化试验结果,即就本个例而言,GRAPES-3DVAR同化系统对背景场的修正为负效果,LAPS同化系统对背景场的修正为正效果。(2)降水资料1DVAR方法在GRAPES-3DVAR同化系统中的应用,对物理量场有重要影响,使雨带上空变得更暖更湿,天气系统的配置更利于降水发生,中尺度系统的演变更有利于模拟出与实况更加接近的雨带位置、强度、中尺度结构特征,因而极大地改善了降水模拟效果,其模拟的1、6、24h累积降水量位置、强度、中尺度结构特征都有较明显改善。(3)降水资料1DVAR方法在LAPS系统中的应用同样改善了降水预报效果,使雨带落区位置更加接近实况。 展开更多
关键词 降水资料 1dvar grapes-3dvar LAPS 暴雨
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云检测在高光谱大气红外探测器辐射率直接同化中的应用 被引量：8
6
作者 陈靖 李刚 +1 位作者 张华 王根 《气象》 CSCD 北大核心 2011年第5期555-563,共9页
对于高光谱大气红外探测器AIRS(Atmospheric Infrared Sounder)辐射率的同化,云检测技术是关键的一步。本文借鉴Goldberg的云检测的思想,通过AIRS通道和相应微波通道的经验组合来进行云检测,此云检测方案不需要对通道进行偏差订正,并且... 对于高光谱大气红外探测器AIRS(Atmospheric Infrared Sounder)辐射率的同化,云检测技术是关键的一步。本文借鉴Goldberg的云检测的思想,通过AIRS通道和相应微波通道的经验组合来进行云检测,此云检测方案不需要对通道进行偏差订正,并且除背景场海表温度,不依赖于大气的先验信息,是一个快速简单的云检测方案。本文将其原来NESDIS-Goldberg的3个云检测步骤改为7个云检测步骤,其中海洋表面4个,陆地表面3个,并选择最优的阈值,然后利用GRAPES-3DVAR(全球/区域同化预报系统)分别对AIRS的海洋和陆地上的视场进行云检测,找出受到云污染的视场,并将其剔除。对2006年6月30日AIRS的视场,分别用NESDS-Goldberg云检测方案和GRAPES-Goldberg云检测方案进行云检测,从结果的分析来看,GRAPES-Goldberg云检测方案可以更有效地检测出受到云污染的视场,晴空视场占到总视场的10.1%。 展开更多
关键词 AIRS 云污染 云检测 grapes-3dvar
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利用NOAA/AMSU资料和GRAPES同化系统对陆面比辐射率计算的改进研究 被引量：8
7
作者 顾松强 王振会 +2 位作者 翁富忠 薛纪善 董佩明 《高原气象》 CSCD 北大核心 2006年第6期1101-1106,共6页
地表比辐射率计算的不确定性,直接影响到卫星资料在数值预报中同化应用的效果。本文采用美国NOAA/NESDIS的Weng等[1,2]提出的复杂陆面比辐射率模式,同时用NOAA卫星AMSU-ACh1或Ch2反演的地表比辐射率来调整该模式所需的地表参数,从而在... 地表比辐射率计算的不确定性,直接影响到卫星资料在数值预报中同化应用的效果。本文采用美国NOAA/NESDIS的Weng等[1,2]提出的复杂陆面比辐射率模式,同时用NOAA卫星AMSU-ACh1或Ch2反演的地表比辐射率来调整该模式所需的地表参数,从而在缺少详细地表参数的情况下,改进AMSU-A Ch3和Ch15的地表比辐射率计算精度。在积雪地表情况下,用NOAA卫星AMSU-A资料直接反演各通道的比辐射率,在GRAPES同化系统中的应用表明,结果有明显的改进。 展开更多
关键词 陆面比辐射率 Weng模式 GRAPES 3dvar三维变化同化系统
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红外高光谱资料近地面通道应用技术研究:海洋地区观测资料同化试验
8
作者 金大智 李刚 +1 位作者 张华 朱文刚 《气象》 CSCD 北大核心 2013年第6期675-680,共6页
由于下垫面的复杂性,卫星近地面通道的辐射率资料没有得到充分开发和利用。就我国自主研发的GRAPES3DVar而言,红外高光谱近地面通道资料还没有应用于陆地,即使在下垫面相对简单的海洋,由于背景场海表温度估计不够准确,红外高光谱资料的... 由于下垫面的复杂性,卫星近地面通道的辐射率资料没有得到充分开发和利用。就我国自主研发的GRAPES3DVar而言,红外高光谱近地面通道资料还没有应用于陆地,即使在下垫面相对简单的海洋,由于背景场海表温度估计不够准确,红外高光谱资料的使用效果也不甚理想。针对GRAPES模式的背景场海表温度估计不够准确这一问题,本文利用大气红外探测仪器AIRS(The Atmospheric Infrared Sounder)辐射率观测资料通过一维变分(1DVar)方法对其晴空视场点内的背景场海表温度进行调整,再运用GRAPES全球分析预报系统进行同化分析,研究了海表温度调整后对分析场的影响。结果表明,利用一维变分调整后的海表温度不仅使得低层通道的模拟亮温与观测亮温更加匹配,而且有效地改进了分析场,对位势高度场高、中、低层均有不错的改进,对低层湿度场以及风场的改进也较为明显。 展开更多
关键词 变分同化 地表温度 地表发射率 grapes-3dvar
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台风数值预报中受云影响微波卫星资料的同化试验 被引量：27
9
作者 任强 董佩明 薛纪善 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2009年第2期137-146,共10页
目前,数值预报中卫星资料的应用主要只是针对晴空条件,大量受云和降水影响的卫星资料被丢弃不加以使用。但是,云雨区观测往往包含有大量与天气系统发生发展密切相关的大气信息,对这部分资料的同化应用由此成为当前研究的一个重要问题。... 目前,数值预报中卫星资料的应用主要只是针对晴空条件,大量受云和降水影响的卫星资料被丢弃不加以使用。但是,云雨区观测往往包含有大量与天气系统发生发展密切相关的大气信息,对这部分资料的同化应用由此成为当前研究的一个重要问题。在快速辐射传输模式中云雨粒子辐射效应的考虑还有待于进一步完善情况下,云雨区卫星资料的应用通常是采用云检测方案对观测受云影响的严重程度进行判识并决定使用的取舍。以0604号热带气旋Bilis作为研究个例,该文设计了一组受云影响微波卫星资料不同云检测方案和通道选择的应用试验。对AMSU-A资料,云检测方案包括散射因子、降水概率和小雨检测3种,AMSU-B卫星资料的云检测方法选用了通道2亮温模拟观测误差和Bennartz散射因子。在对进入分析系统卫星资料与天气系统的配置关系、卫星模拟与实际观测偏差特征的统计以及对初始分析影响研究的基础上,探讨了它们对台风不同阶段数值预报效果的影响。 展开更多
关键词 微波卫星资料 云检测 grapes-3dvar 台风 数值预报
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