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CMA-MESO 3 km模式10 m风预报产品在山西区域的定量检验及客观订正 被引量:2
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作者 苗青 董春卿 +1 位作者 孙颖姝 毕玉婷 《气象科技》 2025年第1期22-34,共13页
风场预报是智能网格预报的重要支撑,提高风场预报准确率,能够为风能预报提供核心保障。在综合评估2023年汛期CMA-MESO 3 km(China Meteorological Administration Mesoscale Model at 3 km resolution)模式在山西逐小时10 m风预报能力... 风场预报是智能网格预报的重要支撑,提高风场预报准确率,能够为风能预报提供核心保障。在综合评估2023年汛期CMA-MESO 3 km(China Meteorological Administration Mesoscale Model at 3 km resolution)模式在山西逐小时10 m风预报能力的基础上,基于自适应Kalman滤波方法,开展针对纬向风(U)、经向风(V)的客观订正,以期建立适应山西复杂地形特征的客观预报方案,促进国产模式本地化业务应用。结果表明:①全风速预报偏大,预报误差呈“单峰型”日变化,峰值出现在18:00-20:00,正偏差主要位于忻定和太原盆地以及山西南部。②U、V预报误差与预报值呈显著正相关,需考虑不同强度预报风速误差随时效变化的特征,避免订正不足或过订正。③Kalman滤波方案(KM)订正幅度小且不稳定,订正后均方根误差R MSE削减不足6%,准确率提升不足2%。④基于动态分级的改进方案(CBKM)突破KM订正瓶颈,更准确地估计系统误差并有效订正,更好再现不同地区风速日变化,平均误差M E趋近0,R MSE削减32.8%,风向、风速预报准确率分别提升8.29%、7.92%,峰值时刻订正率达83.49%。 展开更多
关键词 cma-meso 3 km 10 m风 KALMAN滤波 动态分级
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Effect of 2-m Temperature Data Assimilation in the CMA-MESO 3DVAR System 被引量:3
2
作者 Zhifang XU Lin ZHANG +1 位作者 Ruichun WANG Jiandong GONG 《Journal of Meteorological Research》 SCIE CSCD 2023年第2期218-233,共16页
Assimilation of surface observations including 2-m temperature(T_(2m))in numerical weather prediction(NWP)models remains a challenging problem owing to differences between the elevation of model terrain and that of ac... Assimilation of surface observations including 2-m temperature(T_(2m))in numerical weather prediction(NWP)models remains a challenging problem owing to differences between the elevation of model terrain and that of actual observation stations.NWP results can be improved only if surface observations are assimilated appropriately.In this study,a T_(2m)data assimilation scheme that carefully considers misrepresentation of model and station terrain was established by using the three-dimensional variational data assimilation(3DVAR)system of the China Meteorological Administration mesoscale model(CMA-MESO).The corresponding forward observation operator,tangent linear operator,and adjoint operator for the T_(2m)observations under three terrain mismatch treatments were developed.The T_(2m)data were assimilated in the same method as that adopted for temperature sounding data with additional representative errors,when station terrain was 100 m higher than model terrain;otherwise,the T_(2m)data were assimilated by using the surface similarity theory assimilation operator.Furthermore,if station terrain was lower than model terrain,additional representative errors were stipulated and corrected.Test of a rainfall case showed that the observation innovation and analysis residuals both exhibited Gaussian distribution and that the analysis increment was reasonable.Moreover,it was found that on completion of the data assimilation cycle,T_(2m)data assimilation obviously influenced the temperature,wind,and relative humidity fields throughout the troposphere,with the greatest impact evident in the lower layers,and that both the area and the intensity of rainfall were better forecasted,especially for the first 12hours.Long-term continuous experiments for 2–28 February and 5–20 July 2020,further verified that T_(2m)data assimilation reduced deviations not only in T_(2m)but also in 10-m wind forecasts.More importantly,the precipitation equitable threat scores were improved over the two experimental periods.In summary,this study confirmed that the T_(2m)data assimilation scheme that we implemented in the kilometer-scale CMA-MESO 3DVAR system is effective. 展开更多
关键词 2-m temperature China Meteorological Administration mesoscale model(cma-meso) ASSIMILATION three-dimensional variational(3dvar)data assimilation kilometer-scale
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利用循环3DVAR改进黄海海雾数值模拟初始场Ⅰ:WRF数值试验 被引量:60
3
作者 高山红 齐伊玲 +1 位作者 张守宝 傅刚 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2010年第10期1-9,共9页
以如何提高黄海海雾数值模拟初始场质量为研究目的,利用WRF模式及其先进的3DVAR同化模块,设计并构建了循环3DVAR同化方案。以2006年3月6~8日的1次大范围黄海海雾过程为研究对象,利用该同化方案进行了一系列WRF数值模拟对比试验。模... 以如何提高黄海海雾数值模拟初始场质量为研究目的,利用WRF模式及其先进的3DVAR同化模块,设计并构建了循环3DVAR同化方案。以2006年3月6~8日的1次大范围黄海海雾过程为研究对象,利用该同化方案进行了一系列WRF数值模拟对比试验。模拟结果显示,循环3DVAR同化方案能有效改进黄海海雾数值模拟初始场质量,主要体现在增加低层大气温度层结构的稳定性与改变大气边界层下层的风场结构,从而导致海雾的模拟结果显著改善。研究结果表明进行海雾数值模拟时,必须高度重视其初始场质量。 展开更多
关键词 黄海海雾 数值模拟 初始场 WRF模式 循环3dvar
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利用循环3DVAR改进黄海海雾数值模拟初始场Ⅱ:RAMS数值试验 被引量:23
4
作者 高山红 张守宝 +1 位作者 齐伊玲 傅刚 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2010年第11期1-10,18,共11页
第一部分的结果显示,利用WRF模式及其循环3DVAR同化方案(WRF循环3DVAR)能有效地提高黄海海雾WRF数值模拟的初始场质量。在此基础上,进一步提出利用WRF循环3DVAR形成的初始场驱动RAMS模式的思路,并以2006年3月6~8日的1次大范围黄海海雾... 第一部分的结果显示,利用WRF模式及其循环3DVAR同化方案(WRF循环3DVAR)能有效地提高黄海海雾WRF数值模拟的初始场质量。在此基础上,进一步提出利用WRF循环3DVAR形成的初始场驱动RAMS模式的思路,并以2006年3月6~8日的1次大范围黄海海雾事件为研究对象,设计并实施了一系列RAMS数值模拟对比试验。对试验结果的仔细分析表明,WRF循环3DVAR提供的初始场明显优于RAMS模式自身等熵面客观分析方法生成的初始场,它在动力与物理上非常协调且对模拟结果的改善相当显著。这说明WRF循环3DVAR可以为RAMS模式改进其初始场提供一条切实可行的途径。 展开更多
关键词 黄海海雾 数值模拟 初始场 RAMS模式 等熵面分析 WRF循环3dvar
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Hybrid ETKF-3DVAR方法同化多普勒雷达速度观测资料Ⅰ:模拟资料试验 被引量:11
5
作者 沈菲菲 闵锦忠 +1 位作者 许冬梅 张冰 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2016年第1期81-89,共9页
利用WRF(Weather research and forecasting)模式及模式模拟的资料,采用Hybrid ETKF-3DVAR(ensemble transform Kalman filter-three-dimensional variational data assimilation)方法同化模拟雷达观测资料。该混合同化方法将集合转换... 利用WRF(Weather research and forecasting)模式及模式模拟的资料,采用Hybrid ETKF-3DVAR(ensemble transform Kalman filter-three-dimensional variational data assimilation)方法同化模拟雷达观测资料。该混合同化方法将集合转换卡尔曼滤波(ensemble transform Kalman filter)得到的集合样本扰动通过转换矩阵直接作用到背景场上,利用顺序滤波的思想得到分析扰动场;然后通过增加额外控制变量的方式把"流依赖"的集合协方差信息引入到变分目标函数中去,在3DVAR框架基础下与观测数据进行融合,从而给出分析场的最优估计。试验结果表明,Hybrid ETKF-3DVAR同化方法相比传统3DVAR可以提供更为准确的分析场,Hybrid方法雷达资料初始化模拟的台风涡旋结构与位置比3DVAR更加接近"真实场",对台风路径预报也有明显改进。通过对比Hybrid S试验与Hybrid F试验发现,Hybrid的正效果主要来源于混合背景误差协方差中的"流依赖"信息,集合平均场代替确定性背景场带来的效果并不显著。 展开更多
关键词 HYBRID ETKF-3dvar WRF模式 多普勒雷达 资料
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GRAPES-3Dvar雷达资料直接同化对江淮暴雨数值预报影响的分析研究 被引量:13
6
作者 李媛 刘健文 +1 位作者 董佩明 刘红亚 《气象》 CSCD 北大核心 2011年第4期403-411,共9页
使用具备多普勒雷达资料直接同化功能的GRAPES-3Dvar同化系统,对2007年7月江淮流域连续性暴雨过程中4个个例进行了数值预报试验,结果表明多普勒径向速度以及基本反射率因子的直接同化可以有效改进中尺度降水数值预报的效果。对7月3日雷... 使用具备多普勒雷达资料直接同化功能的GRAPES-3Dvar同化系统,对2007年7月江淮流域连续性暴雨过程中4个个例进行了数值预报试验,结果表明多普勒径向速度以及基本反射率因子的直接同化可以有效改进中尺度降水数值预报的效果。对7月3日雷达资料联合同化以及单独同化对分析和预报影响的进一步分析显示,联合同化能够有效改善初始分析场中的风场和湿度信息,激发模式降水,减小SPIN-UP现象,中尺度系统降水的发生发展以及强度、走势和落区的预报得到较为准确的表征,显著改善了中尺度强降水数值预报效果。径向速度的直接同化主要贡献表现在风场上,能够在初始场中增加气旋性涡旋等中小尺度风信息,改善三维风场分析。反射率直接同化的主要影响体现在湿度场上,改进了初始场中的湿度参数,对降水预报影响明显。 展开更多
关键词 多普勒雷达 直接同化 GRAPES-3dvar 数值预报 江淮暴雨
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SVD-En3DVar方法同化多普勒雷达速度观测资料Ⅰ.模拟资料试验 被引量:8
7
作者 徐道生 邵爱梅 邱崇践 《大气科学》 CSCD 北大核心 2011年第4期753-766,共14页
利用WRF模式及模式模拟的资料,开展了利用SVD-En3DVar(基于集合和SVD技术的三维变分同化方法)方法同化雷达径向速度资料的试验。由于雷达观测经常出现大面积空缺,同化时引入了一种局地化方法避免远距离虚假相关的影响。试验着重研究了... 利用WRF模式及模式模拟的资料,开展了利用SVD-En3DVar(基于集合和SVD技术的三维变分同化方法)方法同化雷达径向速度资料的试验。由于雷达观测经常出现大面积空缺,同化时引入了一种局地化方法避免远距离虚假相关的影响。试验着重研究了不同的初始扰动样本产生方法以及不同的样本积分时间对同化结果的影响。提出了一种为预报集合提供初始扰动场的新方法,这一方法将温度和比湿的伪随机扰动场当作观测增量,通过3DVar(three-di mensional variational technique)系统生成所有变量的初始扰动场。试验表明,用这种方法给出的初始扰动样本各个变量间有较好的协调性,积分后扰动不会快速衰减,可以减少模式调整的时间,达到缩短同化循环时间窗的目的。同化雷达径向风资料后对12小时内的温度,湿度和水平风的预报都有所改进,对降水的预报也有一定改进。 展开更多
关键词 多普勒雷达 集合 资料同化 3dvar SVD
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基于Hybrid EnSRF-En3DVar的雷达资料同化研究 被引量:11
8
作者 闵锦忠 刘盛玉 +1 位作者 毕坤 杜宁珠 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2015年第2期213-221,共9页
基于WRF模式构建了Hybrid En SRF-En3DVar同化系统,该系统使用En SRF方案直接更新集合扰动。利用构建的同化系统针对台风"桑美"分别进行集合协方差权重敏感性试验和同化雷达不同观测资料的敏感性试验。集合协方差权重敏感性... 基于WRF模式构建了Hybrid En SRF-En3DVar同化系统,该系统使用En SRF方案直接更新集合扰动。利用构建的同化系统针对台风"桑美"分别进行集合协方差权重敏感性试验和同化雷达不同观测资料的敏感性试验。集合协方差权重敏感性试验发现:当集合协方差权重分别为0.25、0.5和0.75时,同化效果优于3DVar试验,其中0.75的集合协方差权重试验得到了分析场的最优估计;当集合协方差权重为1.0时,分析场最差。同化雷达不同观测资料的敏感性试验表明,联合同化雷达径向风及反射率能有效改善大气湿度场和风场,但对风场的改善效果不如仅同化雷达径向风好。将En SRF集合扰动更新方案与扰动观测方案综合分析发现,扰动观测方案集合离散度较小,计算代价大,En SRF方案优于扰动观测方案。 展开更多
关键词 资料同化 HYBRID EnSRF-En3dvar 多普勒雷达 台风
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利用WRF-3DVAR同化常规观测资料对近地层风速预报的改进试验 被引量:30
9
作者 张飞民 王澄海 《高原气象》 CSCD 北大核心 2014年第3期675-685,共11页
利用WRF 3DVAR同化系统和Evenson提出的方法在分析时刻添加扰动形成扰动型初始场,并在此基础上同化常规观测资料(包括固定站点的探空观测和常规地面观测),通过比较WRF3DVAR系统对整层大气的初始(分析)场及预报场的改进,检验了同化常规... 利用WRF 3DVAR同化系统和Evenson提出的方法在分析时刻添加扰动形成扰动型初始场,并在此基础上同化常规观测资料(包括固定站点的探空观测和常规地面观测),通过比较WRF3DVAR系统对整层大气的初始(分析)场及预报场的改进,检验了同化常规观测资料后WRF模式对研究区域内近地层风速的预报效果。结果表明,同化常规观测资料对初始场有改进,且对低层大气风场和温度场的改进较FNL资料明显;GFS同化常规观测资料后生成的初始场和FNL资料提供的初始场对风速和温度的预报在不同气压层存在不同的预报时效,低层(1000 hPa)风速和温度预报在前36 h改善明显,而在较高的500 hPa和200 hPa上风速预报在前36 h改进明显,温度预报则只在前12 h得到了改善;无论是采用FNL资料还是同化常规观测资料作为初始场,对近地层风速预报均在前36 h有改进,表明对于近地面风速这种短时间内变化较大的变量,同化与之时间和空间上较为接近的资料可能改善其预报效果。 展开更多
关键词 近地层风速 WRF 3dvar 常规观测资料
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SVD-En3DVar方法同化多普勒雷达速度观测资料Ⅱ.实际资料试验 被引量:4
10
作者 徐道生 邵爱梅 邱崇践 《大气科学》 CSCD 北大核心 2011年第5期818-832,共15页
文章的第I部分(徐道生等,2011)将基于SVD(singular value decomposition)技术和预报集合的三维变分同化方法(SVD-En3DVar)用于同化模拟的雷达速度观测资料,试验表明,通过3DVar(threedi mensional variational technique)方法产... 文章的第I部分(徐道生等,2011)将基于SVD(singular value decomposition)技术和预报集合的三维变分同化方法(SVD-En3DVar)用于同化模拟的雷达速度观测资料,试验表明,通过3DVar(threedi mensional variational technique)方法产生预报集合的初始扰动场,可以缩短SVD-En3DVar中预报样本的积分时间,同化对改进暴雨的短期预报有一定好处。本文进一步将这一方法用于同化实际观测资料。选择2008年6月华南地区和2003年7月江淮地区的两个暴雨个例进行同化试验,并将其与WRF-3DVar(3DVar based onthe weather researchforecasting model)的同化结果进行比较。结果表明,同化雷达径向风资料以后,在模式初始场中包含了更多的中小尺度信息。对于使用了13部雷达资料的第一个个例,经SVD-En3DVar同化以后对18小时内每6小时一次的累计降水预报都有所改进,而WRF-3DVar的同化效果则不明显。对于只同化1部雷达观测资料的第二个个例,WRF-3DVar和SVD-En3DVar方法同化以后对前6小时的降水预报都有所改进,但对于第6~18小时的降水预报,两种方法都没有改进。 展开更多
关键词 DOPPLER雷达 集合同化 3dvar SVD
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背景误差尺度分离与多尺度混合滤波技术在CMA-MESO 3km系统的应用 被引量:7
11
作者 徐枝芳 王瑞春 《气象》 CSCD 北大核心 2022年第12期1525-1538,共14页
为提高CMA-MESO 3 km系统降水预报能力,采用二维离散余弦变换对2018年6月2日至8月31日3个月格点背景误差样本结合模式分辨率和天气系统尺度范围划分进行3种尺度分离,并对这3种尺度背景误差样本分别进行水平协相关尺度拟合,通过采用3个... 为提高CMA-MESO 3 km系统降水预报能力,采用二维离散余弦变换对2018年6月2日至8月31日3个月格点背景误差样本结合模式分辨率和天气系统尺度范围划分进行3种尺度分离,并对这3种尺度背景误差样本分别进行水平协相关尺度拟合,通过采用3个不同水平特征相关尺度的递归滤波器在CMA-MESO三维变分同化系统中实现3种拟合水平协相关尺度应用,替代业务测试系统单一水平特征相关尺度,开展个例和连续试验分析。研究结果表明,采用二维离散余弦变换尺度分离背景误差样本的3种水平特征相关尺度垂直结构相似,水平特征尺度的水平尺度相隔几十至几百千米。拟合水平特征相关尺度在CMA-MESO 3 km系统应用结果显示,3种水平特征相关尺度试验对u风、v风、湿度分析有明显正影响,分析更接近实况,对温度分析影响较小;对降水预报有改善,冷启动预报前6 h的TS评分提高明显,偏差(Bias)减小向1靠近,暖启动24 h逐6 h降水预报TS评分都小幅提升,Bias差异不大。 展开更多
关键词 背景误差 尺度分离 二维离散余弦变换 水平特征相关尺度 cma-meso 3km
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自动站资料在WRF 3DVAR中的同化敏感性试验 被引量:9
12
作者 张利红 陶士伟 何光碧 《高原山地气象研究》 2011年第4期29-35,共7页
为了了解国家级地面自动观测站不同观测要素对数值预报作用,利用WRF三维变分同化系统对自动站资料的不同观测要素开展同化&预报试验。两个月的数值预报检验结果表明:1)只同化自动站温度观测对位势高度、温度和相对湿度场预报的影响... 为了了解国家级地面自动观测站不同观测要素对数值预报作用,利用WRF三维变分同化系统对自动站资料的不同观测要素开展同化&预报试验。两个月的数值预报检验结果表明:1)只同化自动站温度观测对位势高度、温度和相对湿度场预报的影响作用最大,且主要为负作用,而同化气压或风向风速观测对上述要素预报影响作用比同化温度小,但会改善位势高度预报和部分温度预报,对相对湿度预报改善作用不明显;2)对于降水预报,同化风向风速方案的评分结果最差,同化温度的方案次之,同化气压的方案可以改善24h降水预报结果。由此看出用WRF 3DVAR同化地面观测资料时,气压观测十分重要,同时也说明要想用好地面观测资料,让其为数值预报提高发挥最大作用仍需开展很多研究工作。 展开更多
关键词 国家级地面自动观测站 WRF 3dvar 模式预报 TS评分
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CMA-TYM混合En3DVar方案的设计和初步试验 被引量:2
13
作者 瞿安祥 麻素红 张进 《气象》 CSCD 北大核心 2022年第3期299-310,共12页
基于CMA-TYM的3DVar系统,发展了利用扩展控制变量引入流依赖背景误差协方差(集合扰动成员统计表达)的混合En3DVar同化方案。测试显示,单点台风中心气压数据同化会引起风场非对称增量形成,以及导致传统3DVar方案认为不相关的湿度增量出... 基于CMA-TYM的3DVar系统,发展了利用扩展控制变量引入流依赖背景误差协方差(集合扰动成员统计表达)的混合En3DVar同化方案。测试显示,单点台风中心气压数据同化会引起风场非对称增量形成,以及导致传统3DVar方案认为不相关的湿度增量出现。台风个例试验表明,混合En3DVar方案能提取台风内零散观测资料信息,并按实际台风动力特征和分布区域向四周传播,从而影响分析场中台风涡旋强度、结构。同时,与3DVar方案相比,混合En3DVar方案对提高台风路径、强度预报效果明显。 展开更多
关键词 CMA-TYM 区域台风模式 混合变分资料同化 En3dvar 流依赖背景误差协方差
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GRAPES Hybrid-3DVar对台风苏迪罗的数值试验 被引量:4
14
作者 庄照荣 李兴良 +1 位作者 陈静 孙健 《大气科学》 CSCD 北大核心 2020年第5期1076-1092,共17页
为了把反映天气形势变化的背景误差协方差引入到变分分析系统中来提高分析质量,本文在GRAPES区域三维变分框架的基础上通过扩展控制变量方法实现动态与静态背景误差协方差耦合,建立混合三维变分分析系统(GRAPES Hybrid-3DVar)。通过控... 为了把反映天气形势变化的背景误差协方差引入到变分分析系统中来提高分析质量,本文在GRAPES区域三维变分框架的基础上通过扩展控制变量方法实现动态与静态背景误差协方差耦合,建立混合三维变分分析系统(GRAPES Hybrid-3DVar)。通过控制变量扰动产生的集合样本进行单点观测分析试验验证Hybrid-3DVar及其局地化方案的合理性,并针对台风苏迪罗进行实际观测资料同化和数值预报试验,结果表明:用集合样本描述的背景误差协方差是随着天气流型变化的,动力场和质量场的离散度在台风中心处最大,因而混合同化的分析增量包含更多细微结构和中小尺度信息;其分析和24 h内预报要素质量优于3DVar,24 h内降水强度和落区预报也更准确,混合同化分析改善了3DVar分析的降水空报问题;同时混合同化分析的24 h内台风路径预报也最接近实况,台风强度预报在48 h之内都比3DVar更接近观测。 展开更多
关键词 Hybrid-3dvar 3dvar GRAPES 局地化 台风苏迪罗
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WRF-3DVAR逐小时雷达同化系统在华北地区降雨径流预报中的应用 被引量:5
15
作者 刘昱辰 刘佳 +2 位作者 李传哲 王维 田济扬 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期1590-1604,共15页
本研究从当前数值大气模式应用于水文预报的现状出发,分析了将数据同化技术融入到陆气耦合水文预报中的重要性,针对时空分辨率较高的天气雷达测雨数据,在WRF模式耦合WRF-Hydro陆面水文模式的基础上,构建了逐小时快速更新的WRF-3DVAR同... 本研究从当前数值大气模式应用于水文预报的现状出发,分析了将数据同化技术融入到陆气耦合水文预报中的重要性,针对时空分辨率较高的天气雷达测雨数据,在WRF模式耦合WRF-Hydro陆面水文模式的基础上,构建了逐小时快速更新的WRF-3DVAR同化系统,并进一步验证了其在华北地区降雨径流预报中的应用效果。结果表明,同化天气雷达结合传统气象监测数据可以有效提高WRF模式的预报降雨精度,特别是针对时空分布均匀型的降雨,同化后预报降雨的CSI/RMSE指标提高了23.24%—50.00%。在径流预报中,经过数据同化后,更准确的预报降雨使径流预报结果也一定程度上得到了改善,洪峰流量和洪量误差均有所降低,Nash系数也所提高,整体上数据同化对预报水文过程的改进效果也较为明显。但对于时空分布不均匀型的降雨,洪峰流量和峰现时间的预报结果仍不理想,后续需要从陆面水文参数的精准率定、预报误差的实时校正等方面进行改进。 展开更多
关键词 遥感 数据同化 天气雷达 快速更新 WRF-3dvar 降雨径流预报
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Effect of Length Scale Tuning of Background Error in WRF-3DVAR System on Assimilation of High-Resolution Surface Data for Heavy Rainfall Simulation 被引量:5
16
作者 Ji-Hyun HA Dong-Kyou LEE 《Advances in Atmospheric Sciences》 SCIE CAS CSCD 2012年第6期1142-1158,共17页
We investigated the impact of tuning the length scale of the background error covariance in the Weather Research and Forecasting (WRF) three-dimensional variational assimilation (3DVAR) system. In particular, we s... We investigated the impact of tuning the length scale of the background error covariance in the Weather Research and Forecasting (WRF) three-dimensional variational assimilation (3DVAR) system. In particular, we studied the effect of this parameter on the assimilation of high-resolution surface data for heavy rainfall forecasts associated with mesoscale convective systems over the Korean Peninsula. In the assimilation of high-resolution surface data, the National Meteorological Center method tended to exaggerate the length scale that determined the shape and extent to which observed information spreads out. In this study, we used the difference between observation and background data to tune the length scale in the assimilation of high-resolution surface data. The resulting assimilation clearly showed that the analysis with the tuned length scale was able to reproduce the small-scale features of the ideal field effectively. We also investigated the effect of a double-iteration method with two different length scales, representing large and small-length scales in the WRF-3DVAR. This method reflected the large and small-scale features of observed information in the model fields. The quantitative accuracy of the precipitation forecast using this double iteration with two different length scales for heavy rainfall was high; results were in good agreement with observations in terms of the maximum rainfall amount and equitable threat scores. The improved forecast in the experiment resulted from the development of well-identified mesoscale convective systems by intensified low-level winds and their consequent convergence near the rainfall area. 展开更多
关键词 WRF 3dvar tuning surface data heavy rainfall
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A PRELIMINARY STUDY ON THE 3DVAR ASSIMILATION OF THE AMSU-A DATA IN SPACE-TIME MULTISCALE ANALYSIS SYSTEM 被引量:4
17
作者 LIU Rui-xia XIE Yuan-fu LIU Jie 《Journal of Tropical Meteorology》 SCIE 2017年第3期314-322,共9页
Assimilating satellite radiances into Numerical Weather Prediction(NWP) models has become an important approach to increase the accuracy of numerical weather forecasting. In this study, the assimilation technique sche... Assimilating satellite radiances into Numerical Weather Prediction(NWP) models has become an important approach to increase the accuracy of numerical weather forecasting. In this study, the assimilation technique scheme was employed in NOAA's STMAS(Space-Time Multiscale Analysis System) to assimilate AMSU-A radiances data.Channel selection sensitivity experiments were conducted on assimilated satellite data in the first place. Then, real case analysis of AMSU-A data assimilation was performed. The analysis results showed that, following assimilating of AMSU-A channels 5-11 in STMAS, the objective function quickly converged, and the channel vertical response was consistent with the AMSU-A weighting function distribution, which suggests that the channels can be used in the assimilation of satellite data in STMAS. With the case of the Typhoon Morakot in Taiwan Island in August 2009 as an example, experiments on assimilated and unassimilated AMSU-A radiances data were designed to analyze the impact of the assimilation of satellite data on STMAS. The results demonstrated that assimilation of AMSU-A data provided more accurate prediction of the precipitation region and intensity, and especially, it improved the 0-6h precipitation forecast significantly. 展开更多
关键词 MULTIGRID 3dvar space-time multiscale analysis system numerical experiments
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NUMERICAL EXPERIMENTS ON MULTI-LEVEL STATISTICAL ESTIMATION OF DYNAMIC BALANCE CONSTRAINTS IN GRAPES-3DVAR 被引量:3
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作者 王瑞春 龚建东 +1 位作者 张林 薛谌彬 《Journal of Tropical Meteorology》 SCIE 2015年第4期417-427,共11页
This paper further explores the estimating and expressing of dynamic balance constraints using statistical methods in GRAPES-3DVAR(Version GM). Unlike the single-level scheme which only considers the coupling between ... This paper further explores the estimating and expressing of dynamic balance constraints using statistical methods in GRAPES-3DVAR(Version GM). Unlike the single-level scheme which only considers the coupling between mass and wind at one level, the multi-level scheme considers the coupling between their vertical profiles and calculates the balanced mass field at each layer using the rotational wind at all model levels. A reformed ridge regression method is used in the new scheme to avoid the multicollinearity problem and reduce the noises caused by unbalanced mesoscale disturbances. The results of numerical experiments show that the new scheme can get more reasonable vertical mass field, reduce the magnitude of the adjustment by the initialization, and improve the potential temperature analysis performance. Furthermore, the results of forecast verification in January(winter) and July(summer) both confirm that the new scheme can significantly improve the temperature forecast accuracy and bring slight positive effects to the pressure and wind forecast. 展开更多
关键词 dynamic balance constraints 3dvar GRAPES numerical experiment
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Improved Land Use and Leaf Area Index Enhances WRF-3DVAR Satellite Radiance Assimilation: A Case Study Focusing on Rainfall Simulation in the Shule River Basin during July 2013 被引量:2
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作者 Junhua YANG Zhenming JI +4 位作者 Deliang CHEN Shichang KANG Congshen FU Keqin DUAN Miaogen SHEN 《Advances in Atmospheric Sciences》 SCIE CAS CSCD 2018年第6期628-644,共17页
The application of satellite radiance assimilation can improve the simulation of precipitation by numerical weather prediction models. However, substantial quantities of satellite data, especially those derived from l... The application of satellite radiance assimilation can improve the simulation of precipitation by numerical weather prediction models. However, substantial quantities of satellite data, especially those derived from low-level(surface-sensitive)channels, are rejected for use because of the difficulty in realistically modeling land surface emissivity and energy budgets.Here, we used an improved land use and leaf area index(LAI) dataset in the WRF-3 DVAR assimilation system to explore the benefit of using improved quality of land surface information to improve rainfall simulation for the Shule River Basin in the northeastern Tibetan Plateau as a case study. The results for July 2013 show that, for low-level channels(e.g., channel 3),the underestimation of brightness temperature in the original simulation was largely removed by more realistic land surface information. In addition, more satellite data could be utilized in the assimilation because the realistic land use and LAI data allowed more satellite radiance data to pass the deviation test and get used by the assimilation, which resulted in improved initial driving fields and better simulation in terms of temperature, relative humidity, vertical convection, and cumulative precipitation. 展开更多
关键词 WRF-3dvar land use leaf area index radiance assimilation rainfall simulation
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