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王叶红, 赵玉春, 罗昌荣, 何光碧. 多波段双雷达风场反演拼图在西南地区一次暴雨预报中的同化应用研究[J]. 大气科学. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9895.2405.23137
引用本文: 王叶红, 赵玉春, 罗昌荣, 何光碧. 多波段双雷达风场反演拼图在西南地区一次暴雨预报中的同化应用研究[J]. 大气科学. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9895.2405.23137
Wang Yehong, ZHAO Yuchun, LUO Changrong, HE Guangbi. Assimilation Application of Multi-band Dual-Radar Retrieval Winds in the Forecast of a Rainstorm Event in Southwest China[J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9895.2405.23137
Citation: Wang Yehong, ZHAO Yuchun, LUO Changrong, HE Guangbi. Assimilation Application of Multi-band Dual-Radar Retrieval Winds in the Forecast of a Rainstorm Event in Southwest China[J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9895.2405.23137

多波段双雷达风场反演拼图在西南地区一次暴雨预报中的同化应用研究

Assimilation Application of Multi-band Dual-Radar Retrieval Winds in the Forecast of a Rainstorm Event in Southwest China

  • 摘要: 利用我国西南地区18部S波段和C波段新一代天气雷达径向风资料,采用考虑标准大气折射影响的动态地球坐标系下双雷达三维风场反演技术,进行了S-S、C-C、C-S不同波段组合双雷达风场反演及组网拼图,并基于WRF4.2模式及WRFDA同化系统,对2017年7月6~7日我国西南地区一次强降水过程进行了云分辨尺度(2 km)数值模拟,探讨了8种不同水平分辨率的双雷达风场反演拼图资料三维变分同化对强降水预报的影响,结果发现:(1)考虑标准大气折射影响的动态地球坐标系下双雷达三维风场反演技术,对于我国西南地区不同波段组合双雷达风场反演具有良好的适用性;(2)对川东北—渝北强雨带而言,8种不同水平分辨率的风场同化试验均显著改进了控制试验预报该地区强雨带走向、落区、范围、强降水中心位置和强度与实况相差甚远的不足,与实况极为接近,06—30 h模拟的24 h累积降水量空间相关系数和TS评分明显提高,空报率和漏报率明显降低,并且在≥25、50 mm降水量级上改善更为明显。其中0.25°分辨率的风场同化试验效果最优,这与适当密度的风场资料同化后在背景风场基础上产生了适宜的分析增量场,使分析风场更加接近于实际风场,并导致模式积分中不断修正控制试验中的风场结构,致使模拟的涡旋、切变线、高空低槽、风向风速等流场结构更接近实况有关;(3)对于滇北—川南—赣西北强雨带而言,0.15°及更高分辨率的反演风场进行同化,对预报结果产生了明显负影响,该影响随风场资料分辨率增加而愈加显著。这与过密的反演风场资料同化带来了资料相关性问题有关,导致虚假及过高的分析增量场,并最终影响模拟的风场结构及雨带的位置。(4)不同水平分辨率风场同化对数值预报结果影响显著,整体而言,本文采用18/6/2 km三重嵌套,并在三重嵌套区域内均进行同化的情况下,0.2°是稀疏化方案的临界阈值,当反演风场资料的水平分辨率不高于该阈值时,往往会给预报结果带来正影响,其中0.25°水平分辨率是最佳的稀疏化方案。

     

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