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物理协调大气变分客观分析模型及其在青藏高原的应用(I):方法与评估

王东海 姜晓玲 张春燕 庞紫豪 梁钊明 张明华

王东海, 姜晓玲, 张春燕, 庞紫豪, 梁钊明, 张明华. 物理协调大气变分客观分析模型及其在青藏高原的应用(I):方法与评估[J]. 大气科学. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2106.21068
引用本文: 王东海, 姜晓玲, 张春燕, 庞紫豪, 梁钊明, 张明华. 物理协调大气变分客观分析模型及其在青藏高原的应用(I):方法与评估[J]. 大气科学. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2106.21068
Physically Consistent Atmospheric Variational Objective Analysis and Applications over Tibetan Plateau (I): Method and Evaluation[J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2106.21068
Citation: Physically Consistent Atmospheric Variational Objective Analysis and Applications over Tibetan Plateau (I): Method and Evaluation[J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2106.21068

物理协调大气变分客观分析模型及其在青藏高原的应用(I):方法与评估

doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2106.21068
基金项目: 第二次青藏高原综合科学考察研究项目2019QZKK0105; 国家自然科学基金项目91437221,91837204

Physically Consistent Atmospheric Variational Objective Analysis and Applications over Tibetan Plateau (I): Method and Evaluation

  • 摘要: 本文系统地介绍了基于约束变分客观分析法构建的物理协调大气变分客观分析模型,并将模型首次应用于青藏高原那曲试验区。该模型可融合不同时空分辨率的多来源数据,通过利用地面降水和地面、大气顶部的热通量等大气上下边界的观测资料来约束调整探空观测变量,从而尽可能保证气柱内的质量、热量、水汽和动量收支平衡。对模型及其产生的第三次青藏高原大气科学试验那曲试验区2014年8月期间的大气分析数据集进行评估分析,结果表明模型生成的常规状态量很好地保留了观测特征,模型生成的重要大尺度衍生量(如垂直速度、散度、温度/水汽平流、视热源、视水汽汇等)可以较好地反映试验期内大气柱的动力、热力和水汽结构特征,有利于对大气降水过程的分析研究。分析发现,350~400hPa高度层是该时期那曲试验区的动力、热量和水汽的重要变化中心。从各种观测资料对模型生成的分析场的影响来看,探空观测对高空风场的影响最大,但这种影响的幅度在1m/s以内;降水和上下边界通量观测主要影响大尺度衍生量如垂直速度,其中降水主要影响降水时期的上升运动,通量观测主要影响弱/无降水时期的下沉运动。总体而言,物理协调大气变分客观分析模型具备较好的稳定性和合理性。
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-04-20
  • 录用日期:  2021-07-16
  • 修回日期:  2021-06-30
  • 网络出版日期:  2021-08-27

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