基于卫星亮温资料梯度信息的质量控制与同化技术研究

Currently, the satellite brightness temperature data plays an increasingly important role in raising the level of operational numerical weather forecasting. However, due to the aging of the detecting devices, scaling error and positioning error, satellite brightness temperature data always contains a certain amount of systematic observation errors. Besides，data matching between different satellite data, data processing and filling a vacancy data during data assimilation, there are also many systematic bias. These issues not only greatly reduce the utilization of satellite brightness temperature data, but also greatly reduce the assimilation effects, and thus become the problems of hindering the further improvement of the level in numerical weather forecasting. By analyzing the characteristics of satellite brightness temperature data, the project intends to explore different methods of the gradient information extraction, develop the technique of quality control and data assimilation basing on satellite data gradient information to eliminate the systematic errors of satellite brightness temperature and improve the availability of observed data. With high resolution regional numerical weather prediction model, aiming typhoon weather system, ideal expriments, actual simulation experiments and large quantities of numerical experiments are proposed to assess and compare the effect of various gradient information extraction and assimilation methods, and to assess the degree of improvement in availability of satellite data.

目前，卫星亮温资料在提高业务数值天气预报水平方面扮演着愈来愈重要的角色。但是由于探测仪器老化、定标定位误差等问题，得到的卫星亮温资料中总含有一定的系统性观测误差，而不同卫星资料之间的数据匹配、同化过程中资料的处理与数据补缺，也会存在很多系统性偏差，这些问题不仅极大地降低了卫星亮温资料的利用率，而且其同化效果也大打折扣，从而成为阻碍数值天气预报水平进一步提高的难题。本项目拟通过分析卫星亮温资料的数据特点，探索不同的梯度信息提取方法，发展基于卫星资料梯度信息的质量控制与同化技术，来消除卫星亮温资料中的系统性误差和提高卫星资料的可利用率。然后利用高分辨区域数值天气预报模式，结合具体台风天气系统，通过理想试验、实际模拟试验和批量试验，来评估和对比各种梯度信息提取与同化方法的效果，并评估卫星资料可利用率的提高程度。

目前，卫星亮温资料在提高业务数值天气预报水平方面扮演着愈来愈重要的角色。但是由于探测仪器老化、定标定位误差等问题，得到的卫星亮温资料中总含有一定的系统性观测误差，而不同卫星资料之间的数据匹配、同化过程中资料的处理与数据补缺、海岸线的影响等，也会导致很多系统性偏差，这些问题不仅极大地降低了卫星亮温资料的利用率，而且其同化效果也大打折扣，从而成为阻碍数值天气预报水平进一步提高的难题。. 本项目通过分析卫星亮温资料的数据特点，探索了不同的梯度信息提取方法，提出了一套基于卫星资料梯度信息的质量控制方法和同化方法，可以有效的消除卫星亮温资料中的系统性误差，提高卫星资料的可利用率。项目利用高分辨区域数值天气预报模式、同化模式和卫星辐射传输模式，结合具体台风个例和暴雨天气系统，通过一系列理想试验、模拟试验和同化试验等，评估了各种梯度信息提取与同化方法的效果，探索了提高卫星资料利用率的途径，从而最终证明了提取卫星亮温资料梯度信息并将之用于资料质量控制和资料同化是切实可行的。. 本项目的研究成果在国内外刊物上得到了发表（发表学术论文25篇），也在国内外会议上进行了交流。同时项目部分成果也在国防气象事业中的到了应用，获得了军队科技进步奖项等。