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卫星辐射率资料具有覆盖面广、空间分辨率高的特点,气象卫星的出现使海洋、高原、沙漠等传统意义上的观测资料稀疏区域不再存在,极大地促进了业务数值预报水平的提高。如果被充分利用将有利于改善数值模式中的中小尺度信息,提高预报水平。本文利用中尺度数值模式WRFV2.1.2及其三维变分同化系统WRFVAR2.1针对2008年6月12-13日发生华南地区的一次南方暴雨过程和0806号台风“风神”,采用NCEP再分析资料和ATOVS卫星辐射率资料,研究了直接同化辐射率资料对不同天气系统模拟效果的影响。
本文针对2008年6月12日-13日发生在两广地区的一次南方暴雨过程的同化试验表明,同化AMSUA资料能更好地改进暴雨雨带和中心的分布特征,同化AMSUB资料能明显修正暴雨中心的峰值。同时同化两个探测器的资料能充分发挥两种辐射率资料的综合信息,并且能更好地模拟后期系统的分裂和新系统的生成过程,对暴雨系统发生和发展的预报有很好的指导作用。
而针对0806号“风神”台风过程,同化试验相对控制试验有很大的改进,同化试验能改变控制试验对台风盲目北行的错误预报,使台风的预报路径与实况路径更为接近。同化卫星资料能提供更准确的观测信息,比如高温高湿区域的位置,湿度场、风场的南北侧“非对称”结构等。同化试验对台风强度的预报改进不大,有待进一步研究。在台风“风神”的模拟过程中,西太副高在控制试验的模拟中出现了相对实况过于迅速的减弱东撤,是控制试验台风模拟失败的主要原因。利用同化试验对台风“风神”的模拟结果表明,台风“风神”为南北侧“非对称”结构,在风场和湿度场上均能表现其“非对称”的特征,说明在台风发展过程中,风场和湿度场有一定的内在联系。
通过对两个个例模拟结果的比较,在山区和海洋等地区,观测资料稀少是导致预报不准确的原因,而卫星辐射率资料可以弥补海洋和高原等地区常规观测资料稀疏的缺陷,尤其是对台风这样的在海洋上生成并发展的系统,卫星资料的使用显得更加重要。因此充分利用卫星资料是解决资料稀少困境的最有效途径。