WRF-EnSRF同化技術(shù)及與3DVAR的對(duì)比研究.pdf

1、資料同化是數(shù)值天氣預(yù)報(bào)質(zhì)量提高的一個(gè)重要方面。隨著觀測(cè)資料的增多和觀測(cè)質(zhì)量的提高，資料同化技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展依賴于對(duì)背景場(chǎng)和觀測(cè)場(chǎng)不確定信息的描述上，集合卡爾曼濾波方法可以從集合樣本統(tǒng)計(jì)出隨天氣形勢(shì)變化的誤差協(xié)方差，從而逐漸成為當(dāng)前資料同化領(lǐng)域一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。
　　 本文圍繞WRF-EnSRF同化系統(tǒng)，討論其中關(guān)鍵問題的解決方案，重點(diǎn)研究協(xié)方差局地化對(duì)于同化質(zhì)量的影響，以期為集合同化系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)化運(yùn)行提供有價(jià)值的參考。本文

2、首先在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，考察水平局地化距離的選取對(duì)同化效果的影響；然后引入更先進(jìn)的自適應(yīng)局地化——分級(jí)的集合同化技術(shù)，將自適應(yīng)局地化引入WRF-EnSRF系統(tǒng)。進(jìn)行水平局地化“schur”函數(shù)、自適應(yīng)局地化兩種協(xié)方差局地化方案的在實(shí)際探空資料同化試驗(yàn)中的比較，考察自適應(yīng)局地化方法在EnSRF同化系統(tǒng)中的可行性。分析結(jié)果表明，當(dāng)局地化距離取為900km時(shí)，同化效果顯示一定優(yōu)勢(shì)。在Lorenz96簡(jiǎn)單模式下在集合成員為40時(shí)，分組為4組時(shí)，均方

3、根誤差&均方根離散較小，同化效果較好。也即合適的自適應(yīng)局地化集合分組方案對(duì)同化結(jié)果是有益的。在WRF-EnSRF同化實(shí)際探空資料試驗(yàn)中，各個(gè)層次上的高度和溫度場(chǎng)預(yù)報(bào)誤差在40個(gè)成員時(shí)分為8組時(shí)較其他分組情況普遍要小。進(jìn)一步，通過數(shù)值預(yù)報(bào)的試驗(yàn)，對(duì)集合卡爾曼濾波和三維變分兩種系統(tǒng)的同化能力進(jìn)行了比較，得到以下結(jié)論：集合卡爾曼濾波相比三維變分對(duì)背景場(chǎng)的調(diào)整幅度要大，降水預(yù)報(bào)的效果普遍要優(yōu)于三維變分同化后的效果，但是在80mm級(jí)別的TS評(píng)分低