多普勒雷達(dá)觀測(cè)在北京7.21暴雨數(shù)值模擬中的三維變分同化研究

doi:10.3969/2015jms.0071

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多普勒雷達(dá)觀測(cè)在北京7.21暴雨數(shù)值模擬中的三維變分同化研究
DOI:
                        10.3969/2015jms.0071
                    
CSTR:
                        
                    
作者:
                        
                        
                    
作者單位:
作者簡(jiǎn)介:
通訊作者:
中圖分類(lèi)號(hào):
基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（41375106）

3D-VAR research of Doppler radar observation in numerical simulation of Beijing 7.21 torrential rain

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摘要:

基于背景誤差的特征長(zhǎng)度理論，研究調(diào)整背景誤差水平分辨率對(duì)多普勒雷達(dá)資料三維變分同化的影響。首先利用NMC方法針對(duì)暴雨落區(qū)統(tǒng)計(jì)不同水平分辨率的背景誤差協(xié)方差，分析兩種不同分辨率的背景誤差的結(jié)構(gòu)特征，研究水平分辨率對(duì)背景誤差特征長(zhǎng)度的影響。將其應(yīng)用于雷達(dá)資料同化中，研究背景誤差水平分辨率變化對(duì)雷達(dá)資料同化的影響。結(jié)果表明：背景誤差水平分辨率由27 km提高到3 km時(shí)，在大氣低層體現(xiàn)出更細(xì)致的動(dòng)力場(chǎng)信息，其動(dòng)力場(chǎng)水平特征長(zhǎng)度按水平分辨率的二次根遞減，而溫度場(chǎng)與水汽場(chǎng)水平特征長(zhǎng)度變化不明顯。在將不同分辨率的背景誤差用于三維變分同化時(shí)，更高分辨率的背景誤差可以在分析場(chǎng)增量中體現(xiàn)更細(xì)致的中小尺度信息，能夠明顯改善雷達(dá)徑向速度資料同化效果，并在隨后的暴雨數(shù)值模擬中雨量及其分布形態(tài)更接近實(shí)況。

Abstract:

Based on the de-correlation length theory of background error, the impact of the adjustment of background error horizontal resolution on 3-Dimensional Variational Assimilation (3D-VAR) of Dopplar radar data was studied. Firstly, the NMC method is used to gain the background error covariance of different horizontal resolution in torrential rain area. The structure characteristics of two background errors of different resolution and the impact of horizontal resolution on de-correlation length of background error covariance are both analyzed. Then it is applied into radar data assimilation in order to analyze the impact of background error horizontal resolution on the radar assimilation. Results show that when the horizontal resolution of the background error resolution increases from 27 km to 3 km, the lower atmosphere can reflect more meticulous information of dynamic field and the de-correlation length of dynamic field would decrease by secondary roots of the horizontal resolution, while the de-correlation of temperature field and water vapor field has no significant change. When applying them to 3D-VAR, the background with higher resolution would reflect more mesoscale information in the analysis field increments and significantly improve radar radial velocity data assimilation effect and the precipitation forecast effect in torrential rain simulation.

參考文獻(xiàn)

相似文獻(xiàn)

引證文獻(xiàn)

引用本文

湯鵬宇,何宏讓,錢(qián)貞成,繆子青.多普勒雷達(dá)觀測(cè)在北京7.21暴雨數(shù)值模擬中的三維變分同化研究.氣象科學(xué),2016,36(3):349-357 TANG Pengyu, HE Hongrang, QIAN Zhencheng, MIAO Ziqing.3D-VAR research of Doppler radar observation in numerical simulation of Beijing 7.21 torrential rain. Journal of the Meteorological Sciences,2016,36(3):349-357

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收稿日期:2014-12-30
最后修改日期:2015-07-19
錄用日期:
在線發(fā)布日期: 2016-07-14
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