TCFM导风数据在台风分析中的应用个例研究

摘要

由于洋面上缺乏重要的常规观测资料,因而高时空分辨率的气象卫星的云导风资料成为研究西太平洋台风一种重要的资料来源.经试验表明,目前在导风中广泛使用的最大相关法因其自身技术的缺陷,导风效果不如TCFM导风方法.TCFM云导风技术是结合最大相关法和傅里叶相位分析法,在最大相关法整数倍像素位移的基础上有效地计算出亚像素尺度位移分量,从而提高了示踪云追踪精度.本文利用TCFM云导风技术对2009年8月的强热带风暴"莫拉克"天气过程中静止气象卫星FY2-C得到的30min间隔云图时间序列进行导风计算,利用中尺度数值模式ARPS(The Advanced Regional Prediction System),及其资料分析系统ADAS(ARPS Data Analysis System)同化云导风资料,将云导风资料每隔1小时一次同化到模式中进行预报,并设计了两组对比试验:不同化任何资料的控制试验以及初始场同化了探空资料试验.对比三组试验的预报结果,分析了风场、云水含量、辐散场以及降水等物理量,得出以下结论:(1)TCFM技术得到的导风资料可以有效调整同化时刻的垂直速度场,使台风眼壁区域持续出现强烈的上升运动,且这种特征一直持续到模拟结束.在此如风眼壁附近模拟出的强云水中心,为台风眼壁区的强风暴、降雨创造了条件.(2)同化了导风资料的试验与同化探空资料及控制试验模拟结果相比,水平风场,水汽混合比qv,雪混合比qs以及雹混合比qh等并无太多区别.但云水混合比qc的影响从初始时刻就显现出来,而云冰混合比qi、雨水混合比qr的影响随着模式积分的作用也逐渐加强并显现出来.(3)对比TRMM观测资料3小时和6小时降水,发现连续同化云导风资料的试验对雨区模拟能力比控制试验及同化探空资料的试验显示了很强的优势,所报降水位置和雨量值与TRMM观测都很接近.