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《南京信息工程大学》 2011年
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基于GRAPES三维变分同化的雷达径向风资料质量控制的初步研究

童文雪  
【摘要】:多普勒雷达资料具有很高的时空分辨率,能观测到中小尺度对流单体的三维结构,因而雷达资料同化对改善初始场中小尺度信息的质量、提高短时和临近数值天气预报水平具有巨大的潜力。雷达径向速度在资料同化应用中长期存在的一个问题是速度模糊现象。本文基于VDRAS系统中雷达速度退模糊方案的思想,结合我国GRAPES同化预报系统及其RUC系统,发展建立了一个雷达径向速度退模糊的质量控制方案,用于我国多普勒雷达径向速度资料的质量控制,并对方案的质量控制效果进行了检验。同时,本文使用GRAPES三维变分同化系统和中尺度模式对发生在2009年6月3日河南商丘地区的飑线过程进行了多普勒天气雷达资料的同化分析和数值模拟试验。本文的研究内容和主要结论包括以下几个方面: (1)基于VDRAS系统中雷达速度退模糊方案的思想,针对我国GRAPES同化预报系统,发展建立了多普勒雷达径向速度退模糊的质量控制方案。利用GRAPES RUC分析场资料的退模糊试验结果表明,该方案能够有效订正模糊速度,剔除异常资料点,从统计角度上能够减小资料的标准偏差,使观测误差的分布更接近正态分布,提高可直接用于变分同化的雷达径向风资料的质量。 (2)雷达径向速度资料质量控制前后的三维变分同化试验的结果说明:本文所采用的雷达径向速度质量控制方案能够有效对模糊速度进行订正,剔除错误的径向风资料,提高资料同化的分析质量。 (3)多普勒雷达资料的有效同化对模式初始场能够实现动力、热力和湿度的调整。多普勒径向速度的直接同化,能够在分析场中加强飑线的水平风切变,增强中小尺度信息,并能改善初始温度场。同化由反射率因子反演出的雨水混合比和垂直速度,可以调整初始场的水汽,加强分析场的垂直运动,促进对流运动发展。 (4)径向速度的直接同化对降水预报具有正贡献。雨水混合比和垂直速度同化对中尺度降水预报的改善是显著的,且比径向速度同化对降水模拟的改进要更明显;联合同化雷达资料各变量的情况下,对强降水数值预报的改善提高幅度最大。
【学位授予单位】:南京信息工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TN956

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