單多普勒天氣雷達反演風場高原低緯區域同化應用
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國家公益性行業(氣象)科研專項經費項目(GYHY201206039)、中國氣象局氣象關鍵技術集成與應用面上項目(CMAGJ2014M44)、“云南省山洪地質災害精細化氣象預報預警業務系統研究”項目、云南省科技惠民計劃項目(2013CA014)共同資助


Assimilation of Retrieved Winds from Single Doppler Radar over Low Latitude Plateau
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    摘要:

    為了改善低緯高原地區天氣預報水平,利用WRF(Weather Research and Forecasting)模式及其變分同化系統進行雷達VAD (Velocity Azimuth Display)反演風場資料同化試驗。通過設計不同的試驗方案,對2009年6月30日00:00至7月1日00:00發生在云南的一次強降水過程進行數值模擬和對比分析,結果表明:同化VAD反演風場資料后對區域模式的風矢量初始場有明顯影響。同化系統能把雷達反演風場信息有效地引入模式初始場,改善強降水區域的水汽輸送和風場輻合強度;同化VAD反演風場資料后對區域模式累計降水預報有一定改進作用。從長時間累計降水量定量檢驗結果看,具體表現為25 mm以上量級的降水準確率明顯提高、漏報率下降,預報偏差更趨合理。不同的同化試驗方案之間的模擬結果差異較大。同化頻率越高、同化持續時間越長,對區域模式初始場和預報場的影響越明顯。但同化持續時間不宜過長,否則可能導致系統移速過快、降水強度偏大、空報率增加等異常。

    Abstract:

    In order to improve the weather forecast quality over the low latitude plateau regions, the wind data retrieved with VAD (Velocity Azimuth Display) method are assimilated to the WRF (Weather Research and Forecasting) model by WRF 3DVar (3 Dimensional Variational Data Assimilation System). With different assimilation schemes, a torrential rain event occurred in Yunnan Province from 00:00UTC 30 June 2009 to 00:00UTC 1 July 2009 is numerically simulated and comparatively analyzed. The results indicate that the initial wind fields of the WRF model are markedly improved by assimilating the retrieved wind data. The WRF 3DVar can availably introduce the information of the retrieved wind to the initial conditions of the regional numerical model. The assimilation of the retrieved wind data helps enhance the wind convergence and vapor transportation over the rainy area. Furthermore, the assimilation help improve quantitative precipitation forecasts. The quantitative test of the 18 hour rainfall forecast shows that forecasts are more accurate, less pretermissions, and more rational pertinence for over 250 mm precipitation in the assimilation experimentations. The higher the assimilation frequency and the longer the assimilation time is, the more obvious the influence of data assimilation on the initial fields and forecast fields of the regional model is. But long assimilation time may increase the speed of synoptic systems and the overestimate rainfall, and so the suitable selection of frequency and time is crucial in numerical experimentations.

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引用本文

李華宏,曹杰,王曼,胡娟,閔穎.單多普勒天氣雷達反演風場高原低緯區域同化應用[J].氣象科技,2014,42(5):823~831

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  • 收稿日期:2013-10-30
  • 定稿日期:2014-05-30
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  • 在線發布日期: 2014-10-30
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