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《兰州大学》 2011年
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LAPS系统对多种探测资料的融合及在GRAPES模式中的应用研究

刘春文  
【摘要】:以武汉暴雨研究所引进的美国局地分析预报系统(LAPS)为基础,通过对其前处理程序的扩充和适应性修改,在国内首先实现GRAPES模式与LAPS系统的对接。具体内容如下:使之具有融合国内MICAPS格式的地面、探空常规和加密数据的能力;并在无源代码的情况下,设计编写了FY2C/D云导风数据的前处理程序,实现了LAPS对FY2C/D云导风数据的融合;设计开发了中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室GRAPES模式和LAPS系统的接口软件;以广东、广西华南地区作为计算区域,利用“973”南方暴雨试验项目实验收集的2008年至2010年间的地面、探空的常规、加密观测和多部新一代多普勒雷达的个例数据,开展了LAPS的本地化试验和运用研究。 通过本项目的研究,得到了如下结果: (1)通过设计、运行多种LAPS数据融合方案分析表明,LAPS系统以NCEP再分析数据为背景场的多种观测数据融合,可以改善NCEP再分析场,获得分析场更接近实况观测。多种观测数据融合的分析场优于单种观测数据融合的分析场。基于多雷达反射率因子拼图,比较LAPS融合多种观测数据得到的分析风场和NCEP再分析风场,结果表明,LAPS分析风场与多雷达反射因子回波配置更为合理; (2)根据LAPS融合多种观测资料得到的分析场,对2008年5年17日至19日发生对广东、广西地区的一次暴雨过程进行的诊断分析表明,此次暴雨是多个中小尺度系统共同作用的结果。暴雨期间,低空急流不断波动加强、减弱,特征演变复杂。经LAPS系统融合多种观测资料输出的分析场,可以较好地揭示暴雨过程的中小尺度系统活动特征; (3) LAPS系统提供了生成WRF和MM5模式初始场的软件。本研究设计开发的GRAPES/LAPS接口软件,使LAPS系统输出的分析场又能直接为GRAPES模式接收作为预报初始场; (4)对华南、长江流域2008年至2010年间的28个个例,将LAPS生成初始场与3DVAR生成初始场和实际观测对比分析显示,LAPS方案输出的初始时刻的风场和温度的与实况观测的差异比3DVAR方案的小,而高度场和相对湿度相反。比较两种初始场得到的24小时预报降水TS评分表明,3DVAR分析方案与LAPS分析方案大致相当,3DVAR方案略好。对中雨、大雨和暴雨的TS评分,LAPS分析方案总体好于3DVAR分析方案,说明LAPS系统输出的初始场对于中雨、大雨和暴雨的预报的改进要好于现阶段GRAPES自带的3DVAR同化系统输出的初始场,表明了LAPS系统这一局地高分辨率融合、分析系统,通过对多种探测资料的融合处理,使LAPS生成的初始场中包含着更多的中小尺度系统的结构和演变信息。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:P458.121.1

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