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ATOVS资料的获取弥补了测站稀少地区常规观测资料的不足,尤其是有云条件下的温湿资料,这两种资料对于模式的降水预报极为重要。为了提高我国目前的T213~SSI准业务同化预报系统对于ATOVS资料在极端暴雨天气预报中的应用效果和能力,评估ATOVS资料对于暴雨预报效果的影响,本文利用T213~SSI同化系统,对全球NOAA16、17的ATOVS资料进行了同化试验。设计六种同化方案,分别对2007年7月16~18日发生在川渝地区的一次暴雨过程与2007年7月7~9日淮河梅雨期最强的一次降水过程进行同化数值模拟研究,对比分析了不同方案的同化结果及模拟结果,以及两个例间的模拟结果差别。试验表明:
(1)T213-SSI同化预报系统长期同化ATOVS资料在极端暴雨事件预报中有正的应用效果,可以改善降水预报,尤其是降水强度。仅同化一次卫星资料对暴雨预报改进有限。通过连续同化,卫星资料能改进大尺度环境场,其累计改进能得到更好的效果。ATOVS资料的引入,可以显著改进温湿场与风场。
(2)增量分析表明,AMSU资料的使用可以调整温度场和湿度场信息。同时同化AMSU-A/B资料的调整效果优于单独同化两者。其中,AMSUA资料对中高层温度场的调整贡献较大,而AMSUB资料对低层湿度场的调整影响明显。
(3)不同区域,不同天气过程,需要采用不同的同化方案,以取得最好的模拟预报效果。虽然T213-SSI同化预报系统对于淮河暴雨的模拟比川渝暴雨准确,但是同化卫星资料后,川渝暴雨的天气要素场的改进情况比淮河暴雨更显著。选用AMSU-A的1~11,15通道与AMSU-B的1~5通道资料同化,对于川渝暴雨的模拟效果最好。剔除AMSU-A的地面通道及700hPa通道资料,仅同化6~12通道和AMSU-B1~5通道的资料,淮河暴雨的模拟效果最好。
(4)淮河流域临近海洋,受高空槽发展影响而形成的锋生系统带来的降水,应剔除AMSU-A地面通道及低层通道资料进行同化预报;川渝地区,常规资料缺乏,由低层西南涡引发的强降水,应包含AMSU-A地面通道及低层通道资料进行同化预报。