中尺度天气数值预报中适应性观测技术研究

实施适应性观测技术是提高中尺度天气预报技巧、减少灾害性天气造成经济损失的有效途径，敏感区内的观测对于提高关注区域的预报最为关键。目前，THORpex计划把实施适应性观测作为提高1－14天高影响天气预报的关键途径之一，是国际研究的焦点，国际上适应性观测技术更侧重于大尺度天气预报的应用，而国内在这方面的研究才刚刚起步，对于中尺度的此项技术的研究还非常稀少，并且以往ETKF适应性观测技术是基于全球模式集合预报系统的，对中尺度天气系统结构特征的描述不足，限制了此项技术在中尺度天气数值预报中的应用，本项目拟利用非静力区域保真模式F-Model构造中尺度集合预报系统，在此基础上发展集合转换卡尔曼滤波（ETKF）适应性观测技术计算敏感区，为有效利用移动性观测平台提供理论依据，提高中尺度灾害性天气的预报技巧。

实施适应性观测技术是提高中尺度天气预报技巧、减少灾害性天气造成经济损失的有效途径，敏感区内的观测对于提高关注区域的预报最为关键。目前，THORpex计划把实施适应性观测作为提高1－14天高影响天气预报的关键途径之一，是国际研究的焦点，国际上适应性观测技术更侧重于大尺度天气预报的应用，而国内在这方面的研究才刚刚起步，对于中尺度的此项技术的研究还非常稀少，并且以往ETKF适应性观测技术是基于全球模式集合预报系统的，对中尺度天气系统结构特征的描述不足，限制了此项技术在中尺度天气数值预报中的应用，本项目利用非静力区域保真模式F-Model构造中尺度集合预报系统，集合体现了扰动分布与关键天气系统的流依赖特性。在此基础上发展集合转换卡尔曼滤波（ETKF）适应性观测技术计算敏感区，试验结果表明同化观测资料的试验在模式积分12时之后，预报效果均有改善，第一和第二敏感区内观测资料的同化结果均好于任选区域内观测资料的同化结果，且第一敏感区内的观测资料的同化对于验证区域内预报效果的改善程度最大。结论为有效利用移动性观测平台提供理论依据，提高中尺度灾害性天气的预报技巧。为今后进一步比较被THORpex计划列为两种主要的适应性观测方法的异同及适用范围，在原有研究计划基础上，研究了基于奇异向量方法的适应性观测技术及在观测站网布局中的应用。