高原气象

高原气象 >

2019 , Vol. 38 >Issue 4: 872 - 886

DOI: https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0534.2018.00121

论文

14:00加密探空对区域数值预报系统的影响研究

  • 王丹 ,
  • 徐枝芳 ,
  • 王瑞文 ,
  • 张利红
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  • 国家气象中心, 北京 100081;中国气象局数值预报中心, 北京 100081;中国气象局成都高原气象研究所, 四川 成都 610072

收稿日期: 2018-05-31

  网络出版日期: 2019-08-28

基金资助

国家重点研发计划项目（2017YFC1502102）；公益性行业（气象）科研专项（GYHY201506003）；中国气象局数值天气预报（GRAPES）专项（GRAPES-FZZX-2018-05）

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Intensive Radiosonde Observations at 14: 00 in China Mainland and Their Impact Study on Mesoscale Numerical Weather Prediction

  • WANG Dan ,
  • XU Zhifang ,
  • WANG Ruiwen ,
  • ZHANG Lihong
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  • National Meteorological Centre, Beijing 100081, China;Numerical Prediction Center, CMA, Beijing 100081, China;Institute of Plateau Meteorology, CMA, Chengdu 610072, Sichuan, China

Received date: 2018-05-31

  Online published: 2019-08-28

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摘要

基于2014年6月全国14：00（北京时，下同）加密探空观测资料，设计了观测系统模拟试验（Observing System Simulation Experiments，OSSEs）和实际加密探空同化试验（Observing System Experiments，OSEs）来评估14：00加密探空对区域数值预报系统的影响，并对14：00加密探空的观测布局进行了初步探索。结果表明：（1）理想模拟试验和实际同化试验中加入14：00加密探空对于提高区域模式的降水预报准确率均有积极影响，降水预报技巧评分在强降水量级提高更为明显，14：00起报结果优于20：00。（2）理想模拟试验中同化14：00加密探空能有效调整模式初始场中的动力、热力场结构和水汽分布，从而与"实况"更为接近。实际同化试验中增加14：00探空观测能修正模式风场，但对于温度和湿度分析在模式中低层略有负贡献，探空的湿度、温度观测本身存在观测偏差是一个可能的原因。（3）从观测布局来看，14：00加密探空对于数值预报具有基础作用，目前而言，GPS/PW等非常规资料不能取代14：00加密探空。综合考虑探空气球的施放成本，采用探测高度到300 hPa、重点区域加密是一种经济的14：00增加高空观测方式。

关键词： 加密探空; 资料同化; 数值影响; 观测布局

本文引用格式

王丹 , 徐枝芳 , 王瑞文 , 张利红 . 14:00加密探空对区域数值预报系统的影响研究[J]. 高原气象, 2019 , 38(4) : 872 -886 . DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2018.00121

Abstract

Based on the intensive radiosonde observations at 14:00(Beijing time, after the same) during June of 2014, both Observing System Simulation Experiments (OSSEs) and Observing System Experiments (OSEs) have been carried out to investigate the impact of extra radiosonde observations on mesoscale numerical weather prediction model. The preliminary observation network design of intensive radiosonde has also been discussed in this paper. The results suggested that:(1) The intensive radiosonde has a positive effect on improving the accuracy of precipitation forecast, especially for precipitation forecast starts from 14:00. The forecast skills increases with the magnitude of precipitation. (2) In the observing system simulation experiment, the assimilation of intensive radiosonde can effectively adjust the dynamic, thermal structure and water vapor distribution in model's initial field. Meanwhile, assimilating actual intensive radiosonde can correct wind filed, but has a slightly negative contribution to temperature and humidity field at the low level of the model. Bias of humidity and temperature may be a possible reason. (3) The intensive radiosonde plays a fundamental role in numerical prediction system. GPS/PW(Global Position System/Precipitable Water) and other unconventional observations are not similar as intensive radiosonde data. Taking into account the cost of the intensive radiosonde balloon, setting the detecting height to 300 hPa and key area encryption is an economical approach in the future.

Key words： Intensive radiosonde; data assimilation; numerical impact; observation network

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