【摘 要】
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台风是对我国沿海地区造成最为严重影响的自然灾害之一。我国每年遭受约7个台风登陆侵袭,台风引起的恶劣天气和海况严重损害沿海地区人民的生命财产安全,准确预报台风的路径和强度对提高灾害防治能力具有重要意义。提升数值预报能力的关键是构建更好的反映初始时刻大气海洋状况的初始条件,资料同化方法是利用观测资料实现模式初始场改善的重要途径。台风条件下的常规观测资料稀缺往往为台风资料同化带来困难,然而卫星观测资料为
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台风是对我国沿海地区造成最为严重影响的自然灾害之一。我国每年遭受约7个台风登陆侵袭,台风引起的恶劣天气和海况严重损害沿海地区人民的生命财产安全,准确预报台风的路径和强度对提高灾害防治能力具有重要意义。提升数值预报能力的关键是构建更好的反映初始时刻大气海洋状况的初始条件,资料同化方法是利用观测资料实现模式初始场改善的重要途径。台风条件下的常规观测资料稀缺往往为台风资料同化带来困难,然而卫星观测资料为台风预报提供了良好的数据来源。CFOSAT卫星于2018年升空,搭载我国自行研制的散射计,可以提供精度高、空间覆盖率广的风场资料。本文选取采用3DVar方法及WRF模式,开展了中法海洋卫星(CFOSAT)散射计风场资料同化及数值预报试验研究,选取2019年至2020年间经过我国东海和南海的13个台风,展开试验,对比分析了常规观测资料同化及进一步同化CFOSAT散射计风场资料后,对台风预报效果的影响。针对风场资料在台风预报初始时刻覆盖率较好台风“白鹿”的试验结果表明,CFOSAT资料的引入很好的改善了初始条件和台风预报结果:与不进行资料同化相比,同化常规观测资料使台风路径预报平均绝对误差(MAE)降低约20km,中心最低海平面气压平均绝对误差降低约3%,但中心最大风速没有明显改善;同化了CFOSAT卫星散射计风场资料后,台风路径和强度的预报效果得到进一步改善,与不进行资料同化相比,台风路径预报的平均绝对误差降低30km以上,中心最低海平面气压平均绝对误差降低约7%,中心最大风速的预报平均绝对误差降低约20%以上。对2019年至2020年间13个台风预报结果的整体分析显示,同化CFOSAT散射散风场资料整体显著降低了台风路径的预报误差,对台风强度的预报效果也有一定的提升:同化常规观测资料使13个台风路径平均预报误差的时间平均值降低约4km,中心最低海平面气压和中心最大风速没有明显改善;同化了CFOSAT卫星散射计风场资料后,台风路径和强度的整体预报效果得到进一步提升,与不进行资料同化相比,台风路径预报的平均绝对误差降低约15km,中心最低海平面气压平均绝对误差降低约3.5%,中心最大风速的预报平均绝对误差降低约11%。
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