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云海-2掩星资料在区域数值预报中的同化应用评估

蔡其发 王业桂 张斌 李娟 兰伟仁 王广杰

蔡其发, 王业桂, 张斌, 等. 2021. 云海-2掩星资料在区域数值预报中的同化应用评估[J]. 大气科学, 45(1): 217−228 doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2009.20139
引用本文: 蔡其发, 王业桂, 张斌, 等. 2021. 云海-2掩星资料在区域数值预报中的同化应用评估[J]. 大气科学, 45(1): 217−228 doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2009.20139
CAI Qifa, WANG Yegui, ZHANG Bin, et al. 2021. Evaluation on Assimilation Application of Yunhai-2 Occultation Data in Regional Numerical Weather Prediction Model [J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences (in Chinese), 45(1): 217−228 doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2009.20139
Citation: CAI Qifa, WANG Yegui, ZHANG Bin, et al. 2021. Evaluation on Assimilation Application of Yunhai-2 Occultation Data in Regional Numerical Weather Prediction Model [J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences (in Chinese), 45(1): 217−228 doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2009.20139

云海-2掩星资料在区域数值预报中的同化应用评估

doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2009.20139
基金项目: 国家自然科学基金项目41375105
详细信息
    作者简介:

    蔡其发,男,1973年生,高级工程师,主要从事数值预报研究。E-mail: 1369313587@139.com

    通讯作者:

    张斌,E-mail: zhangbinzhb1985@163.com

  • 中图分类号: P456

Evaluation on Assimilation Application of Yunhai-2 Occultation Data in Regional Numerical Weather Prediction Model

Funds: National Natural Science Foundation of China (Grant 41375105)
  • 摘要: 针对中国自主的云海-2掩星资料,基于WRF模式和GSI三维变分同化系统,以2019年5月首次开展了区域同化预报试验,试验结果表明:同化云海-2掩星资料后,风场、温度场的改善主要体现在预报的中后期,而湿度场的改善则贯穿于整个预报时间段,风场、温度场和湿度场的改善程度随着预报时间延长趋于一致;风场和温度场的改善主要体现在模式中层,而水汽混合比的改善则主要体现在模式的中低层;同化云海-2掩星资料能够合理的调整模式的位势高度场、湿度场、温度场和风场,进而改善降水预报结果。
  • 图  1  试验区域

    Figure  1.  Experiment region

    图  2  同化、预报流程

    Figure  2.  Assimilation and prediction process

    图  3  试验YHDA相对于试验CTRL的(a)U(单位:m s−1)、(b)V(单位:m s−1)、(c)温度场T(单位:K)和(d)水汽混合比(单位:g kg−1)预报场降低的均方根误差

    Figure  3.  Root mean square errors (RMSE) of the decrease for experiment YHDA (the assimilation of yunhai-2 occultation data is added on the basis of the experiment CTRL) forecast relative to experiment CTRL (Only conventional observation data were assimilated): (a) Zonal wind U (units: m s−1); (b) meridinal V (units: m s−1); (c) temperature T (units: K); (d) water vapor mixing ratio Qv (units: g kg−1)

    图  4  试验YHDA相对于试验CTRL各要素场预报均方根误差降低百分比

    Figure  4.  Decrease percentage of RMSE for experiment YHDA prediction relative to experiment CTRL

    图  5  试验YHDA相对于试验CTRL在模式层上(a)U(单位:m s−1)、(b)V(单位:m s−1)、(c)温度场(单位:K)和(d)水汽混合比(单位:g kg−1)24 h预报降低的均方根误差分布

    Figure  5.  RMSE distributions of the decrease in the 24-h forecast for experiment YHDA relative to experiment CTRL on model levels: (a) U (units: m s−1); (b) V (units: m s−1); (c) T (units: K); (d) Qv (units: g kg−1)

    图  6  图5,但为36 h预报降低的均方根误差分布

    Figure  6.  As in Fig. 5, but for RMSE distributions of the decrease in the 36-h forecast

    图  7  图5,但为48 h预报降低的均方根误差分布

    Figure  7.  As in Fig. 5, but for RMSE distributions of the decrease in the 48-h forecast

    图  8  2019年5月25日08时到5月26日08时中国降水量(单位:mm)实况

    Figure  8.  Precipitation (units: mm) observation for China from 0800 BJT (Beijing time) 25 May to 0800 BJT 26 May 2019

    图  9  2019年5月25日08时(起报时刻)到5月26日08时中国降水量(单位:mm)的48 h预报:(a)试验CTRL;(b)试验YHDA

    Figure  9.  48-h prediction of precipitation (units: mm) for China from 0800 BJT on 25 May to 0800 BJT on 26 May 2019: (a) Experiment CTRL; (b) experiment YHDA

    图  10  2019年5月25日08时500 hPa位势高度场(单位:gpm):(a)NCEP再分析场(0.25°×0.25°);(b)试验CTRL、(c)试验YHDA的24 h预报场

    Figure  10.  500-hPa geopotential height field (units: gpm) at 0800 BJT on 25 May 2019: (a) NCEP reanalysis data (0.25°×0.25°); the 24-h prediction fields for (b) experiment CTRL, (c) experiment YHDA

    图  11  2019年5月25日08时试验YHDA相对于试验CTRL的700 hPa比湿增量场(彩色阴影)和温度增量场(黑色等值线,单位:K)

    Figure  11.  Specific humidity increment field (color shadings) and temperature increment field (black contours, units: K) at 700 hPa for experiment YHDA relative to experiment CTRL at 0800 BJT on 25 May 2019

    图  12  2019年5月25日08时试验YHDA相对于试验CTRL的700 hPa风场增量(箭头,单位:m s−1)和散度场增量(彩色阴影,单位:10−4 s−1

    Figure  12.  Wind increment field (vectors, units: m s−1) and divergence increment field (color shadings, units: 10−4 s−1) at 700 hPa for experiment YHDA relative to experiment CTRL at 0800 BJT on 25 May 2019

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出版历程
  • 收稿日期:  2020-04-02
  • 录用日期:  2020-10-23
  • 网络出版日期:  2020-09-20
  • 刊出日期:  2021-01-19

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