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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

任强 董佩明 薛纪善

任强, 董佩明, 薛纪善. 台风数值预报中受云影响微波卫星资料的同化试验. 应用气象学报, 2009, 20(2): 137-146..
引用本文: 任强, 董佩明, 薛纪善. 台风数值预报中受云影响微波卫星资料的同化试验. 应用气象学报, 2009, 20(2): 137-146.
Ren Qiang, Dong Peiming, Xue Jishan. The use of microwave satellite data affected by cloud in numerical forecast of typhoon. J Appl Meteor Sci, 2009, 20(2): 137-146.
Citation: Ren Qiang, Dong Peiming, Xue Jishan. The use of microwave satellite data affected by cloud in numerical forecast of typhoon. J Appl Meteor Sci, 2009, 20(2): 137-146.

台风数值预报中受云影响微波卫星资料的同化试验

资助项目: 

科技部公益研究专项“青藏高原中尺度卫星资料同化技术与系统研究” 2005DIB3J112

国家自然科学基金项目 40775027

中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室开放课题 2007LASW03

The Use of Microwave Satellite Data Affected by Cloud in Numerical Forecast of Typhoon

  • 摘要: 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。
  • 图  1  图 1各种云检测方法的计算值

    (a) 散射因子, (b) 降水概率, (c) 小雨检测, (d) 通道2亮温模拟误差, (e) Bennartz散射因子

    Fig. 1  The value of cloud examination methods

    (a) scattering index, (b) precipitation probability, (c) precipitation examination, (d) bias between simulated bright temperature and observation for channel 2, (e) Bennartz scattering index

    图  2  2006年7月10日18:00背景场沿台风中心18.5°N, 130.7°E的纬向垂直剖面

    (a) 温度距平 (单位:K), (b) 标量风场 (单位:m·s-1), (c) 相对湿度 (单位:%)

    Fig. 2  The zonal vertical cross section of background through the typhoon center 18.5°N, 130.7°E at 18:00 10 July 2006

    (a) temperature anomaly (unit:K), (b) scalar wind (unit:m·s-1), (c) relative humidity (unit:%)

    图  3  2006年7月10日18:00背景场沿台风中心18.5°N, 130.7°E的纬向垂直剖面

    Fig. 3  The zonal vertical cross section of background through the typhoon center 18.5°N, 130.7°E at 18:00 10 July 2006

    图  4  2006年7月10日18:00湿度增量沿台风中心18.5°N, 130.7°E的纬向垂直剖面 (单位:%)

    Fig. 4  The zonal vertical cross section of humility increment through the typhoon center 18.5°N, 130.7°E at 18:00 10 July 2006(unit:%)

    表  1  同化试验方案列表

    Table  1  List of assimilation experiment design

    表  2  AMSU-A云检测方案检测出受云影响扫描点数目和模拟亮温与观测偏差的均方根误差 (单位: K)

    Table  2  The number of cloudy satellite observation point and the root mean square error of the bias between simulated bright temperature and observation for AMSU-A (unit: K)

    表  3  AMSU-B云检测方案检测出受云影响扫描点数目和模拟亮温与观测偏差的均方根误差 (单位: K)

    Table  3  The number of cloudy satellite observation point and the root mean square error of the bias between simulated bright temperature and observation for AMSU-B (unit : K)

    表  4  台风Bilis3个阶段60h模拟与真实路径的误差 (单位: km)

    Table  4  The error between simulated and observation trace for Bilis of three stages (unit: km)

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出版历程
  • 收稿日期:  2008-05-27
  • 修回日期:  2009-02-09
  • 刊出日期:  2009-04-30

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