遥感卫星陆上微波探测资料同化研究

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遥感卫星微波观测资料具有覆盖范围广,观测密度高等特点,已经成为了数值预报使用的全部探测资料中所占比例最高的观测资料。然而,目前在使用遥感卫星资料进行同化时主要采用的是海面上空的观测资料以及高层通道的观测资料,由于云和降水影响,以及地表发射率的不确定性,造成了大量陆面以及低层通道卫星观测资料被舍弃,因此同化遥感卫星陆上微波探测资料的前提是获得复杂地表的发射率。本文在WRF模式系统的基础上,研究分析遥感卫星陆上观测资料同化所需的关键技术,研究分析了地表发射率的反演方法,发射率地图集的接入技术以及AMSUA/MHS仪器的偏差订正技术,实现了AMSUA/MHS陆上探测资料在WRFDA同化系统中的应用。最后,针对具体台风个例设计同化预报试验,检验AMSUA陆上探测资料对资料同化以及数值预报的影响。本文的主要成果及结论如下:(1)研究使用卫星观测资料反演地表发射率的方法,以及发射率地图集在RTTOV中的接入实现,在RTTOV及WRF系统中验证使用了最新的全球月平均地表发射率,并对地表发射率的时间变化和空间变化进行了分析。(2)针对AMSUA/MHS观测资料特点,研究AMSUA/MHS陆上观测资料同化过程中的关键技术,包括发射率地图集的接入方法、AMSUA/MHS仪器的偏差订正技术,实现了WRFDA系统对AMSUA/MHS陆上观测资料的同化应用。(3)针对具体台风个例“麦德姆”设计资料同化与数值预报试验,对同化所得分析场温度、相对湿度及预报所得台风路径进行分析。试验结果显示,AMSUA陆上探测资料可以对分析场的温度及相对湿度产生影响并产生积极效果,且在加入地表发射率后,其影响效果能够得到提高。同时使用AMSUA陆上观测资料以及地表发射率,可以对台风路径的预报产生正效果。地表发射率的加入可以提高AMSUA陆上观测资料在台风路径预报上的准确度,但是对于台风中心气压的模拟效果则无明显提高。
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