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《南京大学》 2012年
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雷达资料循环同化在台风“莫兰蒂”短时预报中的应用研究

李新峰  
【摘要】:台风结构、强度、路径和降水的准确预报,是数值预报研究领域中的热点和难点问题。近年来,数值模式对台风路径预报准确率持续提高,而对台风强度和风雨预报则进展缓慢,其中一个重要原因是模式初始场不能准确反映台风内核区结构。众所周知,地基多普勒雷达是唯一能监测登陆台风风雨三维精细结构的工具,其获取的高时空分辨率资料有助于改善数值模式初始场精度。本文利用中尺度预报模式ARPS及其三维变分(3DVAR)/云分析系统,以2010年在福建登陆的近海增强台风“莫兰蒂”为例,研究云分辨率尺度下循环同化雷达资料对台风初始场和预报场的影响。 首先,研究雷达径向风和反射率因子资料同化对台风分析和预报的作用,其中雷达资料同化窗为6h,同化频率为1h。结果显示,无雷达资料同化,模式初始场和预报的台风强度弱、路径误差大。同化雷达径向速度资料后,初始场台风内核区环流显著增强,台风眼和眼墙位置、地面最大风速与观测接近。随着初始场改进,12h的台风结构、强度、路径和降水预报也显著提高。在此基础上,同化雷达反射率因子可进一步改进降水预报,并准确预报出台风登陆过程中台风内部及其与福建地形交互作用形成的3个强降水区。总体而言,同时同化径向风和反射率因子试验预报效果最好。径向风同化在改进台风强度、路径和结构预报中起主导作用,而反射率因子同化对降水预报起重要作用。这些结果与过去的研究雷达资料同化对强台风短时预报的作用相一致。 在雷达资料同化试验基础上,进一步分析循环同化过程中雷达资料的作用以及模式动力和热力响应。结果显示,随着雷达资料同化次数增加,模式的雷达径向速度和反射率因子误差逐渐降低。其中,前期同化使误差降低幅度最大,主要改善涡旋尺度环流结构,而后期同化则主要改善次涡旋尺度结构。径向风同化在台风环流结构分析中起主导作用。在同化窗内模式积分过程中,气压场和温度场逐渐调整,向同化改进的环流场适应。相应的,最低海平面气压(MSLP)误差逐渐降低,台风暖心结构逐渐增强,最终形成动力、热力平衡的台风结构,与观测台风强度一致。 最后,设计3组敏感性试验,研究同化配置对台风预报的影响。结果显示同化频率越高、次数越多,台风初始场结构分析和路径强度预报就越好。在雷达资料同化基础上,同化最佳路径集的MSLP资料,可显著改善初始场的强度分析,但这一改进在积分1h内就迅速消失,原因是ARPS的3DVAR是单变量分析,气压场调整时温度场不变,造成模式的温压场不平衡,因此调整的气压场无法维持。同化常规观测和雷达资料可进一步改进台风的环境场,但对台风的结构和强度影响不大。只同化一个能有效观测台风内核区的单雷达资料,也能获取与同化多个雷达接近的分析和预报效果,表明台风内核区结构的雷达观测信息对台风分析和预报起重要作用。增加云分析方案中的湿度场调整频率能提高台风强度预报,但会造成过度降水。
【学位授予单位】:南京大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:P457.8

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 兰伟仁;朱江;雷霆;;风暴尺度天气下利用集合卡尔曼滤波模拟多普勒雷达资料同化试验Ⅰ. 不考虑模式误差的情形[J];大气科学;2010年03期
2 兰伟仁;朱江;雷霆;;风暴尺度天气下利用集合卡尔曼滤波模拟多普勒雷达资料同化试验 Ⅱ.考虑模式误差的情形[J];大气科学;2010年04期
3 张蕾;王振会;杨艳蓉;;多普勒天气雷达资料在数值模式ARPS中的试验[J];气象科学;2011年05期
4 王明筠;赵坤;吴丹;;T-TREC方法反演登陆中国台风风场结构[J];气象学报;2010年01期
5 万齐林,薛纪善,陈子通,刘春霞;雷达TREC风的三维变分同化应用与试验[J];热带气象学报;2005年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 盛春岩;房岩松;黄磊;吕庆利;杨晓霞;;多普勒雷达资料同化对山东“4·28”飑线过程的数值模拟[J];安徽农业科学;2009年26期
2 徐道生;邵爱梅;邱崇践;;SVD-En3DVar方法同化多普勒雷达速度观测资料Ⅰ.模拟资料试验[J];大气科学;2011年04期
3 徐道生;邵爱梅;邱崇践;;SVD-En3DVar方法同化多普勒雷达速度观测资料Ⅱ.实际资料试验[J];大气科学;2011年05期
4 钟剑;黄思训;费建芳;杜华栋;;模式误差动力特征:模式参数误差和物理过程描绘缺失误差[J];大气科学;2011年06期
5 罗昌荣;池艳珍;周海光;;双雷达反演台风外围强带状回波风场结构特征研究[J];大气科学;2012年02期
6 杨毅;-;邱崇践;龚建东;邓莲堂;希爽;;同化多普勒雷达风资料的两种方法比较[J];高原气象;2007年03期
7 黄小玉;胡文东;孙弘;姚蓉;石喜民;;“碧利斯”与“圣帕”引发湘东南特大暴雨雷达回波对比分析[J];高原气象;2009年03期
8 李琼;林丽珊;魏如檀;;《热带气象学报》2000—2009年被引论文分析[J];编辑学报;2012年S1期
9 郭学良;付丹红;胡朝霞;;云降水物理与人工影响天气研究进展(2008~2012年)[J];大气科学;2013年02期
10 王世璋;闵锦忠;陈杰;杨春;;迭代集合平方根滤波在风暴尺度资料同化中的应用[J];大气科学;2013年03期
中国重要会议论文全文数据库 前7条
1 陈明轩;俞小鼎;谭晓光;高峰;;交叉相关外推算法的改进及其在对流临近预报中的应用试验[A];2006年海峡两岸气象科学技术研讨会论文集[C];2006年
2 余贞寿;周功铤;赵放;冀春晓;;雷达资料对0414号台风“云娜”数值预报的改进[A];中国气象学会2006年年会“气象雷达及其应用”分会场论文集[C];2006年
3 胡东明;庄旭东;程元慧;胡胜;赵坤;张持岸;;广东天气雷达组网在台风(0606号派比安)监测中的应用[A];2009年海峡两岸气象科学技术研讨会论文集[C];2009年
4 王叶红;赖安伟;赵玉春;;降水资料同化在梅雨锋特大暴雨个例模拟中的应用研究[A];第27届中国气象学会年会灾害天气研究与预报分会场论文集[C];2010年
5 屈右铭;杨仁平;刘文平;;基于GRAPES-Meso的云分析系统在登陆台风“莫拉菲”数值模拟中的应用[A];第28届中国气象学会年会——S1第四届气象综合探测技术研讨会[C];2011年
6 钟剑;费建芳;黄思训;杜华栋;赵小峰;;模式误差控制变量弱约束4DVAR研究[A];第28届中国气象学会年会——S17第三届研究生年会[C];2011年
7 王叶红;赖安伟;林春泽;王明欢;;GRAPES-MESO模式非静力三维变分同化方案性能分析[A];S1 灾害天气研究与预报[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 丛春华;热带气旋远距离暴雨的研究[D];中国气象科学研究院;2011年
2 杨毅;Doppler雷达资料同化技术研究[D];兰州大学;2007年
3 赵军;数值天气预报资料同化关键技术及并行计算研究[D];国防科学技术大学;2007年
4 徐道生;SVD-En4DVar方法同化多普勒雷达资料的试验研究[D];兰州大学;2012年
5 李青青;热带气旋内外雨带结构、外雨带生成和准周期活动[D];中国气象科学研究院;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 温德垚;同化非均匀分布的雷达资料对台风路径模拟效果的影响[D];兰州大学;2011年
2 苏万康;多普勒天气雷达资料同化在一次强飑线过程数值模拟中的应用[D];兰州大学;2011年
3 孙琼博;微物理过程参数化方案对WRF-EnSRF同化系统模式误差的影响研究[D];南京信息工程大学;2011年
4 刘寅;多普勒雷达资料直接同化试验研究[D];南京信息工程大学;2011年
5 陈杰;多普勒雷达资料集合平方根滤波同化试验[D];南京信息工程大学;2011年
6 常慧琳;MM5遗传算法同化系统的设计及其应用研究[D];南京信息工程大学;2007年
7 赖安伟;三维变分多普勒雷达资料直接同化试验研究[D];南京信息工程大学;2008年
8 施丽娟;雷达资料三维变分同化在登陆台风模拟中的应用[D];中国气象科学研究院;2008年
9 段云霞;将多普勒雷达资料用于台风碧利斯的结构分析和模拟研究[D];兰州大学;2009年
10 张勇;基于组网天气雷达的台风回波强度及风场三维结构研究[D];中国气象科学研究院;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑飞;朱江;周广庆;;Improved ENSO Forecasts by Assimilating Sea Surface Temperature Observations into an Intermediate Coupled Model[J];Advances in Atmospheric Sciences;2006年04期
2 陈联寿,孟智勇;我国热带气旋研究十年进展[J];大气科学;2001年03期
3 盛春岩;浦一芬;高守亭;;多普勒天气雷达资料对中尺度模式短时预报的影响[J];大气科学;2006年01期
4 张林;倪允琪;;雷达径向风资料的四维变分同化试验[J];大气科学;2006年03期
5 许小永;刘黎平;郑国光;;集合卡尔曼滤波同化多普勒雷达资料的数值试验[J];大气科学;2006年04期
6 朱江;汪萍;;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[J];大气科学;2006年05期
7 张大林;各种非绝热物理过程在中尺度模式中的作用[J];大气科学;1998年04期
8 王瑾;刘黎平;;CINRAD/CD雷达反射率因子同化对中尺度数值模式云微物理量场调整的分析[J];高原气象;2009年01期
9 林彩燕;朱江;陆春谷;;集合KALMAN滤波和最优插值方法在不同观测分布的比较理想试验[J];气候与环境研究;2006年05期
10 楼小凤,周秀骥,胡志晋,王鹏云,史月琴;MM5模式显式微物理方案的对比分析[J];气象科技;2004年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 于玉斌;我国近海热带气旋强度突变的机理研究[D];南京信息工程大学;2007年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈家新;陈文凯;;黑色八月大劫难——’97-11台风在中国登陆[J];海洋世界;1997年11期
2 曹春燕,江崟,朱小雅;两个登陆粤西台风对深圳影响的比较分析[J];气象;2005年09期
3 曹基富;吴德平;郎喜白;;台风“科罗旺”风暴潮分析[J];海洋预报;2006年02期
4 闵颖;沈桐立;朱伟军;严娟;;台风“珍珠”螺旋雨带的数值模拟与诊断分析[J];大气科学学报;2010年02期
5 季亮;费建芳;黄小刚;;副热带高压对登陆台风影响的数值模拟研究[J];气象学报;2010年01期
6 毛燕军,潘小凡;9219号台风登陆前后动力结构变化及其成因分析[J];浙江气象;1994年03期
7 谢定升;前期台风擦边过,东北部暴雨成灾;后期强台风登陆,西南部风灾惨重[J];广东气象;1996年04期
8 林建;全国大部降水偏少 三个台风登陆我国——2002年9月[J];气象;2002年12期
9 韩桂荣;唐晓文;魏建苏;;登陆台风变性发展与消亡的对比分析[J];气象科学;2007年01期
10 郑升;;基于MICAPS系统分析的“珍珠”强台风特征及成因[J];浙江工商大学学报;2007年04期
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1 梁毅进;韦寿赛;梁玉春;赵炎;;2008年12号台风“鹦鹉”偏心结构成因分析[A];第28届中国气象学会年会——S12热带气旋[C];2011年
2 岳彩军;;“海棠”台风(2005)结构对其降水影响的Q矢量分解研究[A];第28届中国气象学会年会——S12热带气旋[C];2011年
3 王坚红;耿姗姗;苗春生;冯呈呈;龚茂珣;;近海水动力要素对入侵台风响应的FVCOM数值模拟研究[A];第28届中国气象学会年会——S3天气预报灾害天气研究与预报[C];2011年
4 陈联寿;;中国台风灾害及台风登陆动力过程的研究[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(上册)[C];2001年
5 陈钻;薛冰;柳晶;;基于WebGIS的台风海洋气象信息综合服务平台设计[A];第七届全国优秀青年气象科技工作者学术研讨会论文集[C];2010年
6 谭晓伟;端义宏;梁旭东;;台风Saomai(2006)高分辨率模拟中低层风廓线特点分析[A];第28届中国气象学会年会——S12热带气旋[C];2011年
7 蒋建莹;刘年庆;江吉喜;;台风登陆后在江南、华南西行造成强降水的比较研究[A];中国气象学会2008年年会卫星遥感应用技术与处理方法分会场论文集[C];2008年
8 郭旭;麻素红;;基于TIGGE资料的台风“鲇鱼”北翘成因分析[A];第28届中国气象学会年会——S12热带气旋[C];2011年
9 梁忠;苏轼鹏;邵利民;;台风“珍珠”异常路径分析[A];气象海洋环境与船舶航行安全论文集[C];2010年
10 肖赛冠;肖佐;;台风登陆的电离层效应—几次特例的观测与数值模拟研究[A];第十届全国日地空间物理学术讨论会论文摘要集[C];2003年
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1 邱耀斌 张文艺 陈毅聪 周明太;大项目工地500工人安全转移[N];闽南日报;2010年
2 本报记者 刘贵枝 饶超毅;人民生命高于一切[N];闽南日报;2010年
3 本报见习记者 蔡玉冰;山雨欲来“风”满楼[N];广东科技报;2011年
4 本报记者 孙楠;气候变化是否影响台风[N];中国气象报;2011年
5 本报记者 董永春 通讯员 陈朝阳 林艳兰;四点连线铺成面 特种观测待“花”落[N];中国气象报;2010年
6 本报记者 何孟洁 郭起豪;从经验直觉走向科学“追风”[N];中国气象报;2010年
7 本报记者 田雅婷;“鲇鱼”来袭有原因 沉着应对勿慌乱[N];光明日报;2010年
8 本报记者 田雅婷;“鲇鱼”引关注 专家说“台风”[N];光明日报;2010年
9 本报记者 苗艳丽;一场服务民生的全年大考[N];中国气象报;2009年
10 本报记者 田雅婷;气象专家解惑“鲇鱼”[N];光明日报;2010年
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1 肖玉凤;基于数值模拟的东南沿海台风危险性分析及轻钢结构风灾易损性研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 潘丽红;台风条件下上海地区典型海堤防御能力评价研究[D];华东师范大学;2011年
3 梁佳;季风涡旋对台风生成和路径突变的影响研究[D];南京信息工程大学;2012年
4 邓睿;多源遥感数据和GIS支持下的台风影响研究[D];浙江大学;2010年
5 张进峰;区域海—气—浪耦合模式改进及航海仿真应用试验研究[D];武汉理工大学;2009年
6 宋芳芳;几类风灾易损建筑台风损伤估计与预测[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 宋芳芳;几类风灾易损建筑台风损伤估计与预测[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 朱先德;登陆后不同路径再入海台风的观测分析与数值研究[D];中国海洋大学;2010年
9 任健;台风环流区域涡量传播特征及Winnie台风登陆路径的数值研究[D];南京气象学院;2004年
10 谢波涛;台风/飓风影响海区固定式平台设计标准及服役期安全度风险分析[D];中国海洋大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李新峰;雷达资料循环同化在台风“莫兰蒂”短时预报中的应用研究[D];南京大学;2012年
2 林青;台风莫拉克的动力诊断分析与数值模拟[D];南京信息工程大学;2011年
3 陈维贝;苍南县应对台风危机的困境及对策研究[D];中南大学;2009年
4 郑朝霞;基于竺可桢台风分类标准的诊断研究[D];浙江大学;2012年
5 王美苏;清代入境中国东部沿海台风事件初步重建[D];复旦大学;2010年
6 刘天娇;台风特征因子特性分析及其对海浪的影响[D];中国海洋大学;2011年
7 赖巧珍;近海海洋对0908号台风“莫拉克”的响应特点及其对“莫拉克”的影响[D];南京信息工程大学;2012年
8 邵彩霞;再入海台风基本特征数值模拟及影响因子研究[D];南京信息工程大学;2012年
9 郝振华;台风对褐飞虱迁飞的影响研究[D];南京农业大学;2012年
10 高钦钦;对称与非对称台风对东海南海风暴潮影响比较[D];华东师范大学;2012年
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