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L波段探空仪湿度资料偏差订正及同化试验

郝民 龚建东 田伟红 万晓敏

郝民, 龚建东, 田伟红, 等. L波段探空仪湿度资料偏差订正及同化试验. 应用气象学报, 2018, 29(5): 559-570. DOI: 10.11898/1001-7313.20180505..
引用本文: 郝民, 龚建东, 田伟红, 等. L波段探空仪湿度资料偏差订正及同化试验. 应用气象学报, 2018, 29(5): 559-570. DOI: 10.11898/1001-7313.20180505.
Hao Min, Gong Jiandong, Tian Weihong, et al. Deviation correction and assimilation experiment on L-band radiosonde humidity data. J Appl Meteor Sci, 2018, 29(5): 559-570. DOI:  10.11898/1001-7313.20180505.
Citation: Hao Min, Gong Jiandong, Tian Weihong, et al. Deviation correction and assimilation experiment on L-band radiosonde humidity data. J Appl Meteor Sci, 2018, 29(5): 559-570. DOI:  10.11898/1001-7313.20180505.

L波段探空仪湿度资料偏差订正及同化试验

DOI: 10.11898/1001-7313.20180505
资助项目: 

公益性行业(气象)科研专项 GYHY201506003

国家自然科学基金项目 41375107

详细信息
    通信作者:

    郝民, 邮箱:haomin@cma.gov.cn

Deviation Correction and Assimilation Experiment on L-band Radiosonde Humidity Data

  • 摘要: L波段探空仪观测资料是基础资料之一,无论在天气预报还是在数值天气预报中都起着重要作用,其资料质量直接影响数值模式同化分析及降水预报准确性。通过对我国3种常用的L波段探空仪观测湿度的偏差特性比较,研发适合该仪器的偏差订正方案,并在GRAPES同化系统中加以试验应用。结果表明:L波段探空仪湿度观测资料与ECMWF再分析湿度场比较有偏干现象。多种偏差订正方案订正结果显示:湿度偏差值比订正前减小,特别是在500 hPa以上层次减小明显。在GRAPES分析同化系统中使用Vomel偏差订正方案,分析偏差减小5%;预报模式个例和连续试验中湿度观测订正后预报降水更接近实况,预报降水检验评分显著提高,故该订正方案在实际应用中表现出积极的正效果。
  • 图  1  我国L波段探测仪器分布

    Fig. 1  Distribution of L-band radiosonde instrument in China

    图  2  850 hPa背景场与探空偏差

    (a)31号探空仪, (b) 32号探空仪, (c)33号探空仪

    Fig. 2  Deviation between background field and radiosonding at 850 hPa

    (a)Instrument 31, (b)Instrument 32, (c)Instrument 33

    图  3  400 hPa背景场与探空偏差

    (a)31号探空仪, (b)32号探空仪, (c)33号探空仪

    Fig. 3  Deviation between background field and radiosonding at 400 hPa

    (a)Instrument 31, (b)Instrument 32, (c)Instrument 33

    图  4  250 hPa背景场与探空偏差

    (a)31号探空仪, (b)32号探空仪, (c)33号探空仪

    Fig. 4  Deviation between background field and radiosonding at 250 hPa

    (a)Instrument 31, (b)Instrument 32, (c)Instrument 33

    图  5  探空与背景场偏差垂直分布

    Fig. 5  Distribution of radiosonding and background field deviations

    图  6  湿度订正结果和背景场偏差垂直分布

    Fig. 6  Distribution of corrected radiosonding and background field deviations of five schemes

    图  7  32号探空仪湿度订正结果与背景场的偏差垂直分布

    Fig. 7  Distribution of corrected radiosonding and background field deviations for Instrument 32

    图  8  2013年7月9日00:00 24 h降水实况和预报结果

    (a)24 h降水实况,(b)采用方案1预报结果,(c)采用方案2和方案1预报结果之差,(d)采用方案2预报结果,(e)采用方案4和方案1预报结果之差,(f)采用方案4预报结果,(g)采用方案5和方案1预报结果之差,(h)采用方案5预报结果

    Fig. 8  24 h rainfall of observation and forecast at 0000 UTC 9 Jul in 2013

    (a)observation, (b)forecast of scheme 1, (c)forecast bias between scheme 2and scheme 1, (d)forecast of scheme 2, (e)forecast bias between scheme 4 and scheme 1, (f)forecast of scheme 4, (g)forecast bias between scheme 5 and scheme 1, (h)forecast of scheme 5

    图  9  2013年7月10—19日降水预报检验

    Fig. 9  Verification of the rainfall forecast over China from 10 Jul to 19 Jul in 2013

    表  1  5种偏差订正方案

    Table  1  Five bias correction schemes

    方案 质量控制方案 内容说明
    1 未订正
    2 对湿度不小于60%的探空资料
    采用分段线性函数订正
    400 hPa及以上层次加以订正
    3 对湿度不小于60%的探空资料
    采用分段线性函数订正
    所有层次订正
    4 Vomel方案订正 400 hPa及以上层次订正
    5 方案3基础上Vomel方案订正 400 hPa及以上层次采用Vomel方案订正
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-03-05
  • 修回日期:  2018-06-11
  • 刊出日期:  2018-09-30

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