非线性平衡方案在三维变分同化系统中的应用   总被引：6，自引：0，他引：6  

庄照荣  薛纪善  朱宗申  李兴良 《气象学报》2006,64(2):137-148

文中考虑气流出现明显的弯曲和辐合时,资料变分同化方案中的风压场间动力学约束问题。在强涡旋、锋面等剧烈变化的系统中,地转平衡和线性平衡方程均不能很好地描述风压场关系,非线性平衡方程考虑了流场曲率的作用,能更恰当地反映风压场的关系。把非线性平衡方案应用于三维变分同化分析系统中,可以得到和天气形势相关联的模式变量背景误差协方差,对热带气旋进行同化试验后得到的分析场更协调。结果表明,非线性平衡方程的应用,可以提高强涡旋系统中三维变分同化分析场的质量,对热带气旋强度预报有一定的改善。  相似文献   

雷达反射率因子在中尺度云分辨模式初始化中的应用Ⅰ：云微物理量和垂直速度的反演   总被引：2，自引：1，他引：2  

刘红亚  徐海明  胡志晋  薛纪善  沈桐立 《气象学报》2007,65(6):896-905

对于水平网格距小于10 km的高分辨率非静力平衡的显式云分辨模式,云微物理量的初始化以及物理量之间的相互协调是十分重要的,并且一直是云分析领域的一个难题。考虑在云雨处于定常状态的前提下,根据暖云过程,可得到云中水成物之间相互转化以及与垂直速度的约束关系,而雨水含量跟雷达反射率因子(Z)有关。因此,采用合肥新一代天气雷达2003年7月5日02时(北京时)的观测资料,针对雷达探测的特点对雷达原始数据进行了坐标转换,并进行了插值处理和简单的质量控制,然后依据Z-qr关系和定常暖云方案,反演了雨水混合比(qr)、云水混合比(qc)、水汽混合比(qv)和垂直速度(w)。结果表明,由此得到的雷达回波主要特征及量值分布与雷达站的CAPPI图像基本一致;水汽、云水、雨水和垂直速度量值大小的分布与雷达回波强度的分布也是吻合的,体现出了云中水成物和垂直速度的三维分布结构;各物理量的量值也符合梅雨锋暴雨的特点,梅雨锋积层混合云系中层状云和对流云的差别十分明显。在较强的回波区,雨水在6 km以下含量较大,最大值位于4 km左右,可超过3.0 g/kg;上升速度在5 km左右最大,最大值超过5 m/s;云水含量大值区位于5 km以上,在7 km高度上达到最大,超过3.0 g/kg;雨滴末速度虽然上下比较一致,一般几米每秒,但在5 km左右为大值区。  相似文献   

GRAPES的新初始化方案   总被引：5，自引：2，他引：3  

刘艳  薛纪善 《气象学报》2019,77(2):165-179

四维变分同化由于引入预报模式作为一项约束,理论上它的分析场已经具有较好的平衡性,但实施时还会有诸多因重力波导致的高频振荡过程,因此,四维变分同化(4DVar)分析仍需要初始化。文中描述了GRAPES全球四维变分同化系统(GRAPES-4DVar)的新初始化方案的科学设计、公式演绎以及试验结果。GRAPES-4DVar的新初始化方案采用数字滤波方案作为代价函数的一项约束控制重力波引发的不平衡结构,约束强加在分析增量上与极小化迭代过程同步进行。新的初始化方案是变分同化系统的一部分,数字滤波的积分时间与4DVar的同化时间窗一致,不会对4DVar产生额外的计算资源消耗;并能适应长时间窗的同化,不会因为时间窗的延长而削弱慢波过程。新初始化方案中,模式轨迹的光滑程度可在变分同化中通过重力波控制项的权重系数方便控制。GRAPES全球四维变分同化的理想和循环同化批量试验都表明,在四维变分同化中,重力波的控制依然非常重要,具有初始化的GRAPES试验,无论分析还是预报技巧都较无初始化的有明显优势。与以前分析和滤波独立实施的旧初始化方案相比,新方案的分析和预报效果略优,同时有效地节省循环同化系统的运行时间,这对四维变分同化来说非常重要。  相似文献   

资料同化对2017年登陆广东沿海台风的短期降水与路径预报影响     

张诚忠  薛纪善  黄燕燕  戴光丰 《热带气象学报》2019,35(5):577-586

利用华南精细数值天气预报模式,设计了无同化资料(CTRL)、同化雷达反演水汽(EXP1)以及同化雷达反演水汽、地面和探空资料(EXP2)三个试验,对2017年登陆广东沿海的四个台风降水预报与路径预报进行模拟,以评估资料同化对登陆台风短期降水预报、路径预报的影响。分析结果如下:雷达反演水汽同化后对未来24小时降水预报技巧均有正的改善,对台风路径预报影响不大;在此基础上同化地面、探空资料后对台风路径预报有改进,对降水预报改进不明显(与EXP1比)。通过诊断分析台风“玛娃”,发现模式初值场水汽的增量配合对流上升区有利于短时间内成云致雨,从而提高短时降水预报;地面及探空资料同化有利于登陆台风的短时路径预报。   相似文献   

A STUDY ON THE APPLICATION OF FY-2E CLOUD DRIFT WIND HEIGHT REASSIGNMENT IN NUMERICAL FORECAST OF TYPHOON CHANTHU (1003) TRACK     

李昊睿  丁伟钰  薛纪善  陈子通  高郁东 《热带气象学报(英文版)》2015,21(1):34-42

In this paper, we first analyzed cloud drift wind(CDW) data distribution in the vertical direction, and then reassigned the height of every CDW in the research domain in terms of background information, and finally, conducted contrast numerical experiments of assimilating the CDW data before and after reassignment to examine the impacts on the forecast of the track of Typhoon Chanthu(1003) from 00:00(Coordinated Universal Time) 21 July to 00:00 UTC23 July, 2010. The analysis results of the CDW data indicate that the number of CDWs is mainly distributed in the midand upper-troposphere above 500 h Pa, with the maximum number at about 300 h Pa. The height reassigning method mentioned in this work may update the height effectively, and the CDW data are distributed reasonably and no obvious contradiction occurs in the horizontal direction after height reassignment. After assimilating the height-reassigned CDW data, especially the water vapor CDW data, the initial wind field around Typhoon Chanthu(1003) became more reasonable, and then the steering current leading the typhoon to move to the correct location became stronger. As a result, the numerical track predictions are improved.  相似文献   

多层套细网格台风预报模式     

薛纪善  王康玲  黄敏强 《热带气象学报》1986,(1):31-36

本文提出一个多层套细网格台风路径数值预报模式,粗网格的预报区域包括两半球的低纬地区。粗细网格的匹配采用单方向衔接。初始台风环流是由台风中心海平面气压与最大风速所确定的一个模型环流。1984年台风季节实时预报试验取得了良好的结果。   相似文献   

热带地区的客观分析     

薛纪善 《热带气象学报》1989,(1):1-7

本文对热带地区的客观分析所遇到的几个特殊问题,例如观测资料不足,初估场的系统误差、风与气压场的平衡与风的辐散分量的分析、水汽与下垫面状态分析等进行了讨论。同时探讨了解决这些问题的可能途径。   相似文献   

垂直切变气流中热带波动的结构     

薛纪善 《热带气象学报》1985,(1):27-34

认识热带波动的垂直结构对于揭露热带大气运动在上、下层间联系的本质以及天气预报实践都有重要意义。由于低纬地区风、压场的地转风关系不再适用,同时,水平温度场比较均匀,因而,大气上、下层间的联系不再象中、高纬度地区那样可以简单地用热成风关系来描述;又由于大气上、下层的基本气流往往有不同的方向,基本气流垂直切变的作用不容忽视.可以预料,热带大气波动的垂直结构是有其独特性的。本文利用伽辽金方法.导出一个求解切变气流中热带波动的一般性解法,并通过数值计算结果的分析,讨论垂直切变气流中热带波动的垂直结构特征.在本文中,我们将集中讨论热带对流层的Rossby波.   相似文献   

热带大气中的地形强迫运动     

薛纪善  王志明 《热带气象学报》1984,(1):70-83

本文研究了在基本气流无切变和有切变的情况下地形对低伟大气大尺度定常运动的影响。从赤道β平面的线性化正压原始方程出发,求得一个解析形式的地形影响函数。对它的分析表明:大气的受迫运动不仅取决于越过山脉的基本气流的方向,而且还与山脉所处的纬度以及山脉的尺度有关。当适度的西风越过山脉时,会在背风侧形成地形槽。在线性模式中,基本气流的东西风切变对地形强迫波的经向伸展范围起限制作用。利用本文的模式,对东南亚近赤道地区的气压场和流场进行模拟,其结果与观测事实定性一致。最后,本文还讨论了越赤道气流通道的形成机制。   相似文献   

国家气象数值预报创新基地--气象数值预报研究中心即将成立     

薛纪善 《中国气象科学研究院年报》2000,(1):9

气象数值预报是气象业务与服务的重要基础,改革开放以来,我国的气象数值预报有了很大发展,但其科技水平与业务效果与发达国家还存在很大差距,从而制约了我国气象预报水平与服务效益的提高。为了实现我国气象数值预报的跨越发展,中国气象局决定集中优秀的科技人才,在中国气象局各业务单位的设备资源共同支持下,在中国气象科学研究院组建国家气象数值预报创新基地,即气象数值预报研究中心,并于２０００年１０月批准了组建方案。它是国家科技创新体系的重要组成部分,是中国气象局新一代气象数值预报系统研究开发基地与人才培养基地。…  相似文献