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探空观测黑名单检查在变分同化系统中的应用

庄照荣 薛纪善 韩威 刘艳

庄照荣, 薛纪善, 韩威, 等. 探空观测黑名单检查在变分同化系统中的应用. 应用气象学报, 2014, 25(3): 274-283..
引用本文: 庄照荣, 薛纪善, 韩威, 等. 探空观测黑名单检查在变分同化系统中的应用. 应用气象学报, 2014, 25(3): 274-283.
Zhuang Zhaorong, Xue Jishan, Han Wei, et al. The application of radiosonde observation blacklisting check to variable data assimilation system. J Appl Meteor Sci, 2014, 25(3): 274-283.
Citation: Zhuang Zhaorong, Xue Jishan, Han Wei, et al. The application of radiosonde observation blacklisting check to variable data assimilation system. J Appl Meteor Sci, 2014, 25(3): 274-283.

探空观测黑名单检查在变分同化系统中的应用

资助项目: 

国家自然科学基金项目 41305092

公益性行业 (气象) 科研专项 GYHY201206007

中国气象局数值预报中心GRAPES发展专项 GRAPES-FZZX-2013-04

详细信息
    通信作者:

    庄照荣, email: zhuangzr@cams.cma.gov.cn

The Application of Radiosonde Observation Blacklisting Check to Variable Data Assimilation System

  • 摘要: 针对探空观测资料使用造成的某些区域GRAPES分析场存在虚假的高、低压系统问题,该文通过对比全球探空资料的位势高度观测与NCEP分析场,统计站点中观测质量较差的时次出现频数,确定探空位势高度观测黑名单。研究表明:500 hPa在印度地区、北大西洋和南极洲附近的探空位势高度观测与NCEP分析场的均方根误差在30 gpm以上的站点较多,且位势高度观测不可靠观测比率为20%以上的站点主要集中这些区域,以上观测站均列入黑名单。文中在GRAPES全球三维变分分析场的质量控制中加入探空位势高度观测黑名单检查,通过6 h分析预报循环试验表明:探空位势高度观测黑名单检查能有效提高分析场质量,GRAPES位势高度分析场在南极洲附近和印度地区有所改善。
  • 图  1  全球探空观测站分布

    Fig. 1  Distribution of the global radiosonde stations

    图  2  2007年6月1日12:00探空位势高度观测与NCEP分析场偏差

    Fig. 2  Bias of radiosonde geopotential height observation and NCEP analysis at 1200 UTC 1 June 2007

    图  3  500 hPa位势高度观测与NCEP分析场均方根误差r(单位:gpm)

    Fig. 3  The root mean square r of geopotential height observation and NCEP analysis for 500 hPa (unit: gpm)

    图  4  站点42369 2007年6月1日—8月31日885~965 hPa位势高度观测与NCEP分析场偏差频数 (黑色) 分布 (灰色为观测偏差绝对值大于阈值部分的频数)

    Fig. 4  The frequency (the black) of bias between geopotential height observation and NCEP analysis for 885-965 hPa on Station 42369 from 1 June to 31 August 2007 (the gray denotes the part of absolute observation bias bigger than the threshold value)

    图  5  2007年6月1日—8月31日站点42369 450~550 hPa位势高度与NCEP分析场偏差的频数 (黑色) 分布 (灰色为观测偏差绝对值大于阈值部分的频数)

    Fig. 5  The frequency (the black) of bias between geopotential height observation and NCEP analysis for 450-550 hPa of Station 42369 from 1 June to 31 August in 2007 (the gray denotes the part of observation bias bigger than the threshold value)

    图  6  站点42369位势高度观测均方根误差不可靠观测比率及全球位势高度观测平均均方根误差分布

    Fig. 6  Root mean square errors of geopotential height observation ratio of unreliable observation on Station 42369 and average root mean square errors of global geopotential height observation

    图  7  黑名单建立流程图

    Fig. 7  Flow chart of blacklisting

    图  8  6—8月500 hPa位势高度观测不可靠比率 (超过20%) 分布

    Fig. 8  Ratio of unreliable observation (no less than 20%) for geopotential height observation at 500 hPa from June to August

    图  9  2009年7月1日12:00—7月21日12:00 500 hPa位势高度GRAPE分析场与NCEP分析场平均均方根误差 (单位:gpm) (试验1与试验2的位势高度分析场均方根误差的差别)

    Fig. 9  Root mean square errors of geopotential height between GRAPES analysis and NCEP analysis for 500 hPa at 1200 UTC from 1 July to 21 July in 2009(unit:gpm) (root mean square errors of geopotential height analysis for Experiment 1 minus Experiment 2)

    图  10  2009年7月1日12:00—21日12:00 60°~90°S的位势高度分析偏差与均方根误差

    Fig. 10  Bias and root mean square errors of geopotential height analysis over 60°-90°S at 1200 UTC from 1 July to 21 July in 2009

    表  1  2009年7月10日12:00探空位势高度观测资料份数

    Table  1  Radiosonde observation pieces at 1200 UTC 10 July 2009

    项目 试验1 试验2
    资料缺省 7607 7607
    资料使用 16999 16872
    预质量控制剔除 24 24
    背景场检查剔除 2571 2578
    黑名单检查剔除 0 120
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-05-14
  • 修回日期:  2014-03-06
  • 刊出日期:  2014-05-31

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