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AMDAR资料在北京数值预报系统中的同化应用

仲跻芹 陈敏 范水勇 张朝林

仲跻芹, 陈敏, 范水勇, 等. AMDAR资料在北京数值预报系统中的同化应用. 应用气象学报, 2010, 21(1): 19-28..
引用本文: 仲跻芹, 陈敏, 范水勇, 等. AMDAR资料在北京数值预报系统中的同化应用. 应用气象学报, 2010, 21(1): 19-28.
Zhong Jiqin, Chen Min, Fan Shuiyong, et al. Assimilation application of AMDAR data to the operational NWP system of Beijing. J Appl Meteor Sci, 2010, 21(1): 19-28.
Citation: Zhong Jiqin, Chen Min, Fan Shuiyong, et al. Assimilation application of AMDAR data to the operational NWP system of Beijing. J Appl Meteor Sci, 2010, 21(1): 19-28.

AMDAR资料在北京数值预报系统中的同化应用

资助项目: 

公益性行业(气象)科研专项经费项目“环北京夏季暴雨观测系统研究与可预报行示范试验” GYHY200706042

和国家自然科学基金项目“非静力数值模式的初始化与高频噪声控制” 40505020

Assimilation Application of AMDAR Data to the Operational NWP System of Beijing

  • 摘要: 该文针对北京市气象局业务快速更新循环同化预报系统 (BJ RUC),通过对有无飞机观测资料参加同化的预报试验客观要素预报均方根误差和降水量TS评分的对比分析,探讨了飞机观测资料对短期数值天气预报的影响。结果表明:飞机观测资料的同化对于前9 h预报时效内的高空风和温度预报有明显的正面影响。其中,对风预报的正面影响集中在925~250 hPa高度上;而对温度预报的正面影响主要体现在850~400 hPa之间的各层内。在快速更新循环的暖启动模式下,飞机观测资料同化比冷启动模式下带给预报结果更明显的正面贡献。飞机观测资料参加同化对于降水预报技巧的提高也有正面效应,对24 h和12 h累积降水量TS评分以及12~18 h和18~24 h时段内的6 h累积降水TS评分有明显提高,提高的最大幅度达50%,并对相应阈值和时段内无飞机观测资料参加同化的试验中雨区偏大现象有改善。分析增量分布特征与同化带来的风温要素3 h预报改进的垂直特征基本对应,表明飞机观测资料参加同化对初始场中风场和温度场质量的改进。
  • 图  1  2007年7月15日-8月15日飞机观测数据分布

    (a)7月15日12:00 27 km区域空间分布,(b) D3区域资料平均高度分布,(c) D3区域资料时间分布

    Fig. 1  AMDAR distribution from 15 July to 15 August 2007

    (a) AMDAR spatial distribution in domain of 27 km resolution at 12:00 15 Jul 2007, (b) averaged vertical distribution of AMDAR data in D3, (c) averagedtemporal distribution of AMDAR data in domain of D3

    图  2  2007年7月15日-8月15日不同试验方案3,6 h和9 h风速和温度预报相对于北京探空观测的平均均方根误差垂直廓线

    Fig. 2  Vertical profiles of averaged root mean square error of 3, 6, 9-hour valid wind and tempe rature fo recast against 54511 RAOB o bserv ation from 15 Jul to 15 Aug 2007

    图  3  冷启动模式 (a,b) 和暖启动模式 (c,d) 模式下风速 (a,c) 和温度 (b, d)6 h预报均方根误差在2007年7月15日-8月15日针对北京探空站的平均垂直廓线

    Fig. 3  Vertical profile of averaged root mean square error of wind (a, c) and temper ature (b, d)6-hour valid forecast within the duration of 15 Jul to 15 Aug 2007 under cold start mode (a, b) and warm start mode (c, d) respectively

    图  4  不同预报时效不同阈值的累积降水量TS评分

    Fig. 4  Thresh score of 24-hour, 12-hour and 6-hour accumulated precipitation

    图  5  D3中飞机观测同化的分析增量沿40°N的纬向-高度剖面及水平分布

    Fig. 5  Cross-section at 40°N and horizontal distribution of analysis increment of AMDAR obser vationin D3

    图  6  飞机观测资料相对于北京探空观测资料的均方根误差

    Fig. 6  Root mean square error of AMDAR obser vation relative to the radiosonde observ ationin Beijing

    表  1  2007年8月1日不同时次D2和D3同化系统读入和同化的飞机观测资料数目

    Table  1  Input and assimilated AMDAR report of different time on 1 Aug 2007 in D2 and D3

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出版历程
  • 收稿日期:  2008-11-07
  • 修回日期:  2009-11-05
  • 刊出日期:  2010-02-28

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