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利用雷达资料同化提高台风预报的准确度

  每年登陆台风带来的狂风和暴雨都会给我国沿海地区造成巨大的人员伤亡和财产损失。对台风路径和降水的预报一直都是天气预报的重中之重。台风自身的结构特征和周围环境场的状态会直接影响台风未来的发展趋势和移动轨迹,因此,在预报台风时,及时更新和更正台风和周围地区的温度、湿度、风场等信息,对于提高台风预报的准确度有重要意义。

  威利斯人张璐、田向军等人以台风海葵(2012)为例(图1),采用无需切线性和伴随模式的集合变分混合同化方法——多重网格NLS-4Dvar方法同化了多普勒雷达资料,对该台风的结构及路径、降水预报进行了分析和讨论。研究表明,同化雷达资料后,台风强度与实际观测更接近,完成对台风结构的调整和改进后,台风12小时路径预报(图2)和12小时累积降水预报精度都有明显提高,且同化方法中多重网格策略的引入也使得同化过程更高效。

 

图1 台风海葵(2012)的卫星红外图像,引自中国天气台风网

图2 台风海葵(2012)在2012年8月7日20时至8月8日08时(UTC)对照试验(蓝线),同化试验(绿线和红线)的13小时预报与的观测(黑线)对比(a) 路径,(b) 路径误差(km),(c) 最小海平面气压 (hPa)

  该研究为大量雷达资料的高效同化提供了新的同化方法,也有助于数值天气预报中提高中小尺度天气预报的准确度。

  以上研究得到了国家自然科学基金(41575100)和国家重点研发计划(2016YFA0600203)等项目的共同资助。研究预出版发表在Advances in Atmospheric Sciences上。

  论文信息:

  Zhang, L., X. J. Tian, H. Q. Zhang, and F. Chen, 2020: Impacts of multigrid NLS-4DVar-based Doppler radar observation assimilation on numerical simulations of landfalling Typhoon Haikui (2012). Adv. Atmos. Sci., https://doi.org/10.1007/s00376-020-9274-8.

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