三维变分同化技术在模式初始场形成的应用试验

摘要

数值天气预报是一个典型的偏微分方程的初始问题解，初始场的好坏直接影响数值天气预报产品的质量。本文是在中国气象科学研究院创新研究中心的帮助下，利用GRAPE同化系统和空军航空中期数值预报的成果，结合空军航空数值预报的特点，进行近一年研究、试验的成果。文章简要介绍了气象三维变分同化技术的原理和实现途径，针对MM5V3高分辨率有限区域预报模式的特点，介绍了利用三维变分同化技术和最优插值方法在MM5V3高分辨率有限区域预报系统中的应用情况，并给出了实现方法以及三维变分同化算法与最优插值算法的对比分析。结果表明：(1)三维变分同化方法在没有将地面观测资料同化进去的情况下，其形势场明显好于用最优插值方法得到的，但降水量的预报检验比最优插值方法的差；(2)本试验在常规探空、地面、飞机报、船舶报和部队探空资料的基础上进行最优插值和三维变分同化资料初始场试验，一是只是一个时次观测资料的处理，没有进行四维空间的资料处理，其所得结果在时间维上有一定的局限性。二是所用资料有一定的局限性，没有将卫星探测资料考虑进去。因此，进行四维变分同化研究势在必行，而且也很迫切。