降水资料变分同化技术.ppt

降水资料变分同化技术
研究进展
降水资料变分同化技术研究进展
概述
降水资料同化的重要意义
降水资料的同化方案
非连续性问题的处理
讨论和展望
概述
中尺度数值模式预报取得重要进
展的一个原因是资料变分同化技
术的研究和应用,三维和四维资
料变分同化技术的应用使卫星资
料和雷达资料成了最主要的资料
源,极大地改进了数值预报的初
值质量。
2降水资料同化的重要意义
通过卫星、雷达探测资料的加工处
理和地面自动观测系统可以很方便
地获取高时空分辨率的降水资料,
这些数据资料一方面可用于灾害性
天气的监测、临近预报和中尺度系
统分析,同时也可为分辨率不断提
高的中尺度数值模式预报提供大量
的信息资源。
2降水资料同化的重要意义
热带环流和积云对流产生的非绝
热加热的耦合及传统观测网络的
稀疏性使高时空分辨率的降水资
料的应用具有极强的吸引力。
2降水资料同化的重要意义
降水、OLR等非绝热加热观测信
息的物理初值化,不仅可以有效
地缩短模式的 spin-up时间,而且
对预报有重要的积极影响。物理
初值化所取得的成效,为常规观
测资料稀疏区域提供了降水资料
同化的前景
2降水资料同化的重要意义
中尺度区域模式上降水资料的
维、三维和四维变分同化技术研
究和应用,通过对温度、湿度及
散度场等的调整,使模式的初始
状态更加合理,从而有效地改善
了模式预报效果,表明降水资料
变分同化技术是提高模式预报水
平的有效途径。
2降水资料同化的重要意义
与物理初值化相比较,降水
资料的四维变分同化具有如下两
点优势:
2降水资料同化的重要意义

以适应观测降水,变分同化过程中模
式的各变量之间受模式框架的直接约
束;而物理初值化首先用反演参数化
方案或受一定约束的最小化过程订正
模式的部分变量,势必造成订正过的
部分变量与其它模式变量之间的不协
调,需要再采用 nudging技术或非绝
热非线性正规模初始化去调整其它模
式变量
2降水资料同化的重要意义

地处理,在寻求目标函数极小化
的变分同化中,观测降水误差的
协方差矩阵在算法中起着约束作
用;而物理初值化方案很难利用
降水资料误差信息。