加密自动站资料的质量控制及其变分同化试验

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暴雨是我国常见的、多发性的重大灾害性天气之一,每年6月中旬到7月上旬的梅雨常常会造成我国长江中下游地区出现频繁的强降水过程。暴雨的发生、发展和演变是一个非常复杂的过程。利用中尺度数值模式对暴雨进行模拟或预报是暴雨分析和预报中最常用的手段之一。近年来,随着数值天气预报技术的日益完善和计算能力的迅速提高,观测资料种类的丰富和精度的提高,资料同化得到了很快的发展。为了适应中尺度、短时效的精细天气预报的需求,除卫星遥感、飞机观测外,地面自动气象站观测资料也是重要资料源之一。本文首先采用中尺度数值模式WRF,利用NCEP全球再分析资料对2009年7月上旬长江中下游地区一次强对流暴雨天气过程进行了数值模拟试验,在此基础上引入江苏地区地面加密自动站资料,并对其做了必要的质量控制,将常规探空观测资料及质量控制前、后的自动站资料分别同化入模式中,进行四维变分同化试验,与实况对比分析了各个试验模拟的结果。研究结果表明:(1)模拟试验能较好的模拟此次降水过程,可以很好地分析并揭示这次强降水的原因及其中尺度动力和热力性质;(2)采用四维变分方案同化自动站资料和探空资料后在一定程度上改善了要素的预报场,从而改善了降水预报的准确精度;(3)质量控制方案能有效地识别出有问题的资料,为地面加密自动站资料的应用提供一定的质量保障:(4)对自动站资料质量控制后的四维同化方案能更有效地调整初始场,更好地模拟降水的落区、雨带形势及走势强度。总之,地面资料的质量控制很重要,它能去伪存真。有效地利用地面加密自动站资料,能使资料的加入与模式更协调,从而得到了最佳的模拟效果。
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