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1.
登陆我国热带气旋的统计特征   总被引:14,自引:14,他引:28  
NCAR(National Center for Atmospheric Research)在1990年代发展起来的多普勒雷达四维变分分析系统(The four-dimensional Variational Doppler Radar Analysis System,简称VDRAS),采用四维变分(4D—VAR)资料同化技术和云尺度数值模式及其伴随模式,利用单部或多部多普勒雷达观测资料,反演对流尺度风暴的动力结构和微物理结构,包括三维风场、温度场、气压场和微物理量场。本文介绍了VDRAS的基本原理、个例试验和实时运行等概况,旨在随着我国新一代天气雷达建设的逐步完成,为应用我国新一代天气雷达的观测资料,开展4D-VAR方法的研究和应用提供一些参考或借鉴。  相似文献
2.
1999年6月下旬长江中下游梅雨锋低涡扰动的结构研究   总被引:12,自引:12,他引:28  
高坤  徐亚梅 《大气科学》2001,25(6):740-756
1999年6月下旬在长江中下游发生长达10天之久的连续性暴雨,作者对其进行了全程中尺度四维同化数值模拟,利用时空高分辨的模式输出,对梅雨锋上与强降水密切相关的5个低涡的活动特点和四维结构进行了综合分析:识别和追踪每个低涡的活动路径,分析其主要特征的垂直结构、水平分布和时间演变,并通过轨迹和气块物理属性个别变化的计算,揭示构成低涡的三股气流,分析低涡区水汽及冷空气来源和湿斜压锋区的形成.  相似文献
3.
云迹风资料的三维变分同化及对台风预报的影响试验   总被引:12,自引:12,他引:12  
主要研究云迹风资料对三维变分同化分析场及台风预报的影响。首先分析了不同通道和层次的静止气象卫星云迹风产品的误差特征;然后,把云迹风资料放到GRAPES三维变分同化系统中进行同化,通过将不同观测类型资料的同化结果进行对比,探讨了红外通道和水汽通道云迹风资料对数值预报分析场的影响;最后,把同化后的分析场作为初始场,用WRF模式对2002年“森拉克”台风做24小时预报实验。结果表明,不同通道和层次的云迹风资料具有不同的误差特征;云迹风资料可以提高分析场和预报场中风压场的质量;而且在台风预报试验中可以更准确地预报台风的路径和降水。  相似文献
4.
新一代数值预报系统GRAPES研究进展   总被引:12,自引:12,他引:29  
中国气象科学研究院(灾害天气国家重点实验室)自2000年起,先后在科技部“973”重大基础项目“我国重大天气灾害形成机理和预测理论研究”和“十五”重点攻关项目“中国气象数值预报系统技术创新研究”支持下,主持承担了中国气象局新一代全球/区域多尺度通用同化与数值预报系统GRAPES(Global/Regional Assimilation andPrEdiction System)的研究开发,围绕着资料同化、模式动力框架、物理过程、大型软件工程等核心技术开展了自主创新研究,取得了非静力中尺度模式、三维变分资料同化、标准化、模块化、并行化模式程序软件等方面的突出成果,部分成果已在业务上得到了应用,显示了良好的技术性能和业务发展潜力。GRAPES系统是完全依靠中国科学家的力量自主研究发展的、先进的新一代数值预报系统。该文简要介绍GRAPES的研究内容、主要研究进展和初步应用,以及未来发展的初步计划。  相似文献
5.
多普勒天气雷达资料对中尺度模式短时预报的影响   总被引:8,自引:8,他引:21  
利用中尺度模式ARPS(The Advanced Regional Prediction System)及其资料分析系统ADAS(ARPS Da-ta Analysis System),将国内新一代多普勒雷达(CINRAD)反射率及径向风资料直接用于中尺度数值模拟,通过一次华北地区暴雨过程的模拟对比试验,分析了雷达资料对初始场的改进效果及其对模拟结果的影响,结果表明:(1)利用雷达径向风资料对初始风场进行调整后,自近地面到对流层顶的u,v,w都发生了变化,调整后的初始风场在对流层中层变化最大。(2)利用雷达反射率进行微物理调整和云分析能调整初始场中的云水信息,使得雷达回波附近3 km以下的水汽混合比(qv)增加,4 km以下的雨水混合比(qr)增加,对流层(约10 km以下)的云水混合比(qc)增加,4~9 km的对流层上部云冰混合比(qi)和雪混合比(qs)增加。ADAS通过非绝热初始化调整温度场,从而得到了一个动力和热力上平衡的初始场。(3)模拟的1 h雨量与实况的对比表明,同时利用雷达反射率和径向风改进过的初始场能明显增强3 h内的降水强度和落区预报,改善中尺度数值模式短时定量降水预报。模拟的1 h流场对比分析表明,经雷达径向风调整后,能够在初始场中增加气旋性涡旋等中小尺度风信息,明显减少模式的spin-up时间。(4)通过对雷达径向风和反射率对模式初始场和模拟结果影响的对比分析发现,雷达径向风主要是改进初始风场,而雷达反射率主要是改进初始场中的湿度参数,增加初始场中云水等的含量,调整温度场。通过模拟的6 h降水对比发现,利用雷达径向风调整初始场后,对降水模拟有一定的改进,但效果不甚明显,而雷达反射率资料对定量降水预报改进效果明显,同时使用雷达径向风和反射率资料改进初始场后对降水的模拟效果最明显。  相似文献
6.
集合卡尔曼平滑和集合卡尔曼滤波在污染源反演中的应用   总被引:7,自引:7,他引:4  
朱江  汪萍 《大气科学》2006,30(5):871-882
此文目的是讨论污染源反演问题的统计方法。基于Bayes估计理论,该文将资料同化中的集合平滑、集合卡尔曼平滑和集合卡尔曼滤波应用在污染源反演问题中。在详细给出污染源反演的集合平滑、集合卡尔曼平滑和集合卡尔曼滤波的严格数学表达后,用一个简单的模型演示了集合卡尔曼平滑和集合卡尔曼滤波在污染源反演中的可行性,并且通过对比理想试验结果比较了集合卡尔曼平滑和集合卡尔曼滤波方法在反演污染源排放的效果,讨论了观测误差和污染源先验误差估计对反演结果的影响。试验结果表明在观测间隔小和观测误差小的情况下,集合卡尔曼滤波和集合卡尔曼平滑都可以有效地反演出随时间变化的污染源排放。当观测误差增大时,集合卡尔曼滤波和集合卡尔曼平滑的反演效果都有一定降低,但是反演误差的增加少于观测误差的增加,同时集合卡尔曼平滑(Ensemble Kalman smoother,简称EnKS)对观测误差比集合卡尔曼滤波(Ensemble Kalman fil-ter,简称EnKF)更为敏感。当观测时间间隔较大时,EnKF不能对没有观测时的污染源排放进行估计,仅能对有观测时的污染源排放进行较好的反演。而EnKS可以利用观测对观测时刻前的污染源排放进行反演,因此其效果明显好于EnKF,并且在观测时间间隔较大的情况下依然可以较好地反演出污染源排放。试验结果还显示污染源排放的先验误差估计对反演的结果有较大影响。  相似文献
7.
利用2003年台风季节T213L31的12时10天预报分析了国家气象中心全球中期数值预报模式系统T213L31对台风路径的预报能力,并就如何改进其对台风路径的预报能力进行了探讨。结果表明,在台风季节,T213L31模式在近57%的预报中对台风路径有预报,但初始位置误差较大。没有预报的区域主要集中在13~20°N,120°E以东的台风生成较为集中的地方,而此区域恰好不存在常规观测资料。对于目前仍采用OI分析的T213L31中期预报系统,常规观测资料在此区域的匮乏是其在此台风集中生成区预报能力较弱的主要原因。为了改进T213L31对台风路径的预报能力,本文就增加常规观测、加入人造台风模型进行了数值试验。试验结果显示,有限的常规观测对T213L31对台风的预报能力有明显提高。人造台风的加入无疑会改善T213L31在无常规资料区的预报,也会改善T213L31在资料较丰富地区的短期台风路径预报能力(36小时以内预报),而对较长时效预报的影响则有好有坏。  相似文献
8.
地面加密自动站资料同化和数值模拟   总被引:5,自引:5,他引:2  
采用美国多部门研制的WRF模式及其四维变分同化系统,对2008年5月长江中下游地区一次强对流暴雨天气过程进行了数值模拟试验;并分别将质量控制前和质量控制后的华东地区地面加密自动站资料加入模式进行四维变分同化试验,与实况进行了对比。结果表明:模拟试验能较好的模拟此次降水过程;而采用四维变分同化经质量控制后的地面加密资料,模式效果最好,使降水预报在降水落区和降水量上都获得较为明显的改善;但质量控制前四维同化改善效果不明显。这说明地面资料的质量控制很重要,它能去伪存真。有效地利用地面加密自动站资料,能使资料的加入与模式更协调,从而得到了最佳的模拟效果。  相似文献
9.
气象资料同化的研究进展   总被引:5,自引:5,他引:12  
回顾了国内外有关气象资料同化的研究进展,介绍了当前资料同化主要方法的理论基础、优缺点及应用研究。重点介绍了伴随方法和遗传算法在四维变分同化中的具体应用。其中,遗传算法的引入为资料同化的研究提出了新的思路。  相似文献
10.
集合Kalman滤波在土壤湿度同化中的应用   总被引:4,自引:4,他引:3  
张生雷  谢正辉  师春香 《大气科学》2008,32(6):1419-1430
基于非饱和土壤水模型和集合卡尔曼滤波(Ensemble Kalman Filter,简称EnKF)并结合陆面水文模型——可变下渗能力模型(Variable Infiltration Capacity,简称VIC模型)发展了一个土壤湿度同化方案。利用1998年6~8月淮河流域能量和水循环试验(HUBEX)项目外场观测试验区——史灌河流域梅山站土壤湿度逐日观测资料及1986~1993年合肥和南阳两站点的土壤湿度旬观测资料进行同化试验,结果表明该同化方案能完整估计土壤湿度廓线,同化的土壤湿度与观测资料基本吻合,反映了土壤湿度的日、旬、月、季变化,同化方案是合理的。与基于扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,简称EKF)的土壤湿度同化方案的结果比较,基于EnKF的土壤湿度同化方案易于实现,且通过选择恰当的集合样本数其同化效果总体上略优于EKF同化方案,但前者同化时需要花费较多的计算时间。  相似文献
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