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静止卫星云导风的质量控制及在同化中的应用

薛谌彬 龚建东 何财福 王瑞春

薛谌彬, 龚建东, 何财福, 等. 静止卫星云导风的质量控制及在同化中的应用. 应用气象学报, 2013, 24(3): 356-364..
引用本文: 薛谌彬, 龚建东, 何财福, 等. 静止卫星云导风的质量控制及在同化中的应用. 应用气象学报, 2013, 24(3): 356-364.
Xue Chenbin, Gong Jiandong, He Caifu, et al. Quality control of cloud derived wind vectors from geostationary meteorological satellites with its application to data assimilation system. J Appl Meteor Sci, 2013, 24(3): 356-364.
Citation: Xue Chenbin, Gong Jiandong, He Caifu, et al. Quality control of cloud derived wind vectors from geostationary meteorological satellites with its application to data assimilation system. J Appl Meteor Sci, 2013, 24(3): 356-364.

静止卫星云导风的质量控制及在同化中的应用

资助项目: 

国家科技部科技支撑计划项目 2012BAK09B04

江西省科技支撑计划项目 20111BBG70031-4

详细信息
    通信作者:

    薛谌彬, email: xuechb@yahoo.com.cn

Quality Control of Cloud Derived Wind Vectors from Geostationary Meteorological Satellites with Its Application to Data Assimilation System

  • 摘要: 静止卫星云导风的同化一直以来是卫星资料同化中亟待解决的问题之一,其质量控制是关键。该文针对全球静止卫星云导风的红外、水汽和可见光通道在空间区域的误差特点确定相应的QI阈值,进行了质量控制和等距稀疏化工作,并考察了质量控制前后云导风数量的垂直分布特征。研究表明:质量控制后,红外通道云导风占绝大多数,水汽通道次之,可见光通道最少。最后,文章设计了3个试验方案进行数值模拟,对比分析了云导风在质量控制前后对预报的改进效果,结果表明:加入经质量控制的云导风资料后能有效减小分析场在中高层的误差;经过质量控制后的云导风对全球中短期数值预报 (1~5 d) 有明显的正预报效果。
  • 图  1  赤道外北半球MTSAT-2R云导风u分量与探空的平均偏差与标准差

    Fig. 1  The mean and standard deviation for the u-component speed bias of MTSAT-2R cloud derived wind vectors against radiosonde observations in the Northern Hemisphere extra-tropics

    图  2  云导风数量的垂直分布廓线

    (a) 质量控制前,(b) 质量控制后

    Fig. 2  Vertical distribution profile for the number of cloud derived wind vectors

    (a) before quality control, (b) after quality control

    图  3  分析场风场u分量与探空风场的偏差的垂直分布

    Fig. 3  Vertical distribution for the u-component speed bias of analysis wind field against radiosonde observations

    图  4  图 3,但为标准差

    Fig. 4  The same as in Fig. 2, but for standard bias

    图  5  数值试验的预报改进率

    Fig. 5  Improvement rate of forecast experiments

    表  1  云导风QI阈值 (单位:%)

    Table  1  QI thresholds for cloud derived wind vectors (unit:%)

    卫星 通道 高层 中层 低层
    NH TR SH NH TR SH NH TR SH
    GOES-11 IR 50 70 50 60 50
    VIS
    WV3
    WV5 90 50 50 85 75
    WV7
    GOES-13 IR 50 50 50 70
    VIS 95 95
    WV3
    WV5 50 50 96
    WV7
    NETEOSAT-9 IR 95 79 98 96 78 91 81
    VIS
    WV3 96 80 98 98 84
    WV5 79 82 86 85 86 92 95 96
    WV7
    FY-2E IR 94 94 94 96
    VIS
    WV3
    WV5
    WV7 89 92 93 95
    MTSAT-2R IR 94 75 95 96 85 85 84 85
    VIS 85 75 84
    WV3 94 80 93
    WV5 94 84
    WV7
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    表  2  各层云导风的观测误差均方差

    Table  2  Observation errors of cloud derived wind vectors at each level

    层次/hPa 云导风高度范围/hPa 观测误差均方差/(m·s-1)
    1000 (925, 1000] 4.6
    850 (775, 925] 5.4
    700 (600, 775] 6.2
    500 (450, 600] 6.8
    400 (350, 450] 7.2
    300 (275, 350] 7.8
    250 (225, 275] 6.3
    200 (175, 225] 6.6
    150 (125, 175] 7.3
    100 [75, 125] 6.6
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  • [1] 王栋梁, 梁旭东, 端义宏.云迹风在热带气旋路径数值预报中的应用研究.气象学报, 2005, 63(3):351-358. doi:  10.11676/qxxb2005.035
    [2] 方翔, 许健民, 张其松.高密度云导风资料所揭示的发展和不发展热带气旋的对流层上部环流特征.热带气象学报, 2000, 16(3):218-224. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-RDQX200003003.htm
    [3] 刘正光, 喻远飞, 吴冰.利用云导风矢量的台风中心自动定位.气象学报, 2003, 61(5):636-640. doi:  10.11676/qxxb2003.064
    [4] 侯青, 许健民.卫星导风资料所揭示的对流层上部环流形势与我国夏季主要雨带之间的关系.应用气象学报, 2006, 17(2):138-144. doi:  10.11898/1001-7313.20060202
    [5] 庄照荣, 薛纪善.云迹风资料的三维变分同化及对台风预报的影响试验.热带气象学报, 2004, 20 (3):225-236. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-RDQX200403000.htm
    [6] 王栋梁, 梁旭东, 端义宏.云迹风在热带气旋路径数值预报中的应用研究.气象学报, 2005, 63(3):351-358. doi:  10.11676/qxxb2005.035
    [7] 李华宏, 王曼, 薛纪善.FY-2C云迹风资料在中尺度数值模式中的应用研究.气象学报, 2008, 66(1):50-58. doi:  10.11676/qxxb2008.005
    [8] 薛纪善.气象卫星资料同化的科学问题与前景.气象学报, 2009, 67(6):903-911. doi:  10.11676/qxxb2009.088
    [9] 许健民, 张其松.卫星风推导和应用综述.应用气象学报, 2006, 17(5):574-582. doi:  10.11898/1001-7313.20060515
    [10] 许健民, 张其松, 方翔.用红外和水汽两个通道的卫星测值指定云迹风的高度.气象学报, 1997, 55(4):408-417. doi:  10.11676/qxxb1997.041
    [11] 许健民, 张其松, 王大昌, 等.云迹风计算中的两个几何问题.应用气象学报, 1997, 8(1):11-18. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=19970102&flag=1
    [12] Velden C S, Olander T L, Wanzong S.The impact of multispectral GOES-8 wind information on Atlantic tropical cyclone track forecasts in 1995.Part Ⅰ:Dataset methodology, description, and case analysis.Mon Wea Rev, 1998, 126:1202-1218. doi:  10.1175/1520-0493(1998)126<1202:TIOMGW>2.0.CO;2
    [13] 薛谌彬, 龚建东, 薛纪善, 等.FY-2E卫星云导风定高误差及在同化中的应用.应用气象学报, 2011, 22(6):681-690. doi:  10.11898/1001-7313.20110605
    [14] Hollingsworth A, Lonnberg P.The statistical structure of short-range forecast errors as determined from radiosonde data.Part Ⅰ:The wind field.Tellus, 1986, 38A:111-136. doi:  10.1111/tela.1986.38A.issue-2
    [15] Lonnberg P, Hollingsworth A.The statistical structure of short-range forecast errors as determined from radiosonde data.Part Ⅱ:The covariance of height and wind errors.Tellus, 1986, 38A:137-161. doi:  10.1111/tela.1986.38A.issue-2
    [16] Xu Q, Wei L, Tuyl A V, et al.Estimation of three-dimensional error covariances.PartⅠ:Analysis of height innovation vectors.Mon Wea Rev, 2001, 129:2126-2135. doi:  10.1175/1520-0493(2001)129<2126:EOTDEC>2.0.CO;2
    [17] Xu Q, Wei L.Estimation of three-dimensional error covariances. PartⅡ:Analysis of wind Innovation vectors.Mon Wea Rev, 2001, 129:2939-2954. doi:  10.1175/1520-0493(2001)129<2939:EOTDEC>2.0.CO;2
    [18] Bormann N, Sami S, Graeme K, et al.The spatial structure of observation errors in atmospheric motion vectors from geostationary satellite data.Mon Wea Rev, 2003, 131:706-718. doi:  10.1175/1520-0493(2003)131<0706:TSSOOE>2.0.CO;2
    [19] Ottenbacher A, Tomassini M, Holmlund K, et al.Low-level cloud motion winds from meteosat high-resolution visible imagery.Wea Forecasting, 1997, 12:175-184. doi:  10.1175/1520-0434(1997)012<0175:LLCMWF>2.0.CO;2
    [20] Goerss J S, Velden C S, Hawking J D.The impact of multispectral GOES-8 wind information on Atlantic tropical cyclone track forecasts in 1995.Part Ⅱ:NOGAPS forecasts.Mon Wea Rev, 1998, 126:1219-1227. doi:  10.1175/1520-0493(1998)126<1219:TIOMGW>2.0.CO;2
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-09-13
  • 修回日期:  2013-03-05
  • 刊出日期:  2013-06-30

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