基于Himawari-8辐射亮温评估再分析资料水汽含量和WRF云场模拟

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日本于2014年发射了新一代地球静止气象卫星Himawari-8,其上搭载先进的成像仪(Advanced Himawari Imager,AHI)具有高时空分辨率的可见光、近红外和红外通道观测,为分析或评估再分析资料水汽含量和数值模式云的变化特征提供了可能。对于再分析资料水汽精度的评估,本文使用辐射传输模式(Efficient Radiative Transfer Model,ERTM)模拟European Centre for Medium-Range Weather Forecasts Re-Analysis-interim(ERA-interim)、European Centre for Medium-Range Weather Forecasts Re-Analysis-5(ERA5)和Modern-Era Retrospective analysis for Research and Applications,Version 2,(MERRA-2)三种再分析资料在晴空条件下多个水汽吸收通道的亮温,并与AHI观测亮温进行对比。以2016年7月为例分析发现:ERA-interim再分析数据集低估了280 h Pa以上气压层的水汽量,高估了394~32 8h Pa的水汽量,但对位于320~260 h Pa的水汽估计准确;ERA5和MERRA-2也都明显低估300 h Pa以上的水汽,但二者对425~300h Pa之间的水汽把握得较为准确,其中MERRA-2比ERA5精度更高。另外,对于数值模式云场结构模拟精度的评估,本文使用ERTM模拟中尺度天气预报模式(Weather Research and Forecasting Model,WRF)输出云场的云顶亮温,并与AHI热红外通道观测亮温进行对比,评估了WRF模式对云场结构的模拟效果。结果表明,在“天鸽”和“海高斯”两个台风个例中,WRF都能较准确地模拟出台风云区位置和云的大致特征,但对云区覆盖范围容易低估,同时还普遍高估台风云区光学厚度或云顶高度,但低估台风云区外围云光学厚度或云顶高度。
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