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我国地处东亚季风区,是世界上暴雨灾害多发区之一。暴雨给我国的经济建设和人民的生命财产安全造成了巨大的损失。过去由于观测和探测技术的不完善,对暴雨的研究和预报都十分有限。近年来,随着电子计算机、高空探测技术、大尺度天气动力学理论及计算数学的迅速发展与相互交叉,气象预报已经进入了数值预报时代,而观测资料种类的丰富和精度的提高,也使资料同化得到了很快的发展。
本文采用美国多部门研制的最新版WRF模式及其四维变分同化系统,利用每6小时一次的NECP资料对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;将华东地区地面加密自动站资料进行质量控制后,分别将质量控制前和质量控制后的温、压、湿、风等要素同化入模式中,进行四维变分同化试验,与实况进行对比分析。结果表明:
经过质量控制后的地面加密自动站数据,不仅保持了对中小尺度天气的良好反映,而且相对于原始数据更加具有代表性、客观性和完整性,这有助于为资料同化提供具有代表性、准确性、可靠性的资料,从而影响同化的预报效果。
通过此次模拟,可以很好的分析并揭示这次强降水的原因及其中尺度动力和热力性质。而且无论是普通模拟试验还是四维同化试验都是比较成功的,都能很好的模拟出这次发生在长江中下游的暴雨过程,包括整个雨带的形势、总降水量及降水的时空分布等。
加密自动站资料的加入,改变了初始场中的中尺度信息,从而增强了模拟的总降水量;改善了温、压、湿、风的预报,从而改善了对降水的落区预报及雨带形势和走势的预报。同化对中低层湿度场的预报改善最明显,从而使降水强度的模拟效果比未同化试验要好,也说明湿度的变化对模拟结果有较强的影响。这也进一步说明自动气象站数据资料运用前的质量控制是必要的,而资料质量的好坏影响着同化预报的效果。