FY-2E“二阶差分法”晴空风矢在台风预报中的同化应用研究

摘要

卫星风矢的时空分辨率较高，在台风的分析和预报中可以发挥重要的作用。本文基于二阶差分法晴空导风技术，结合实例反演了台风周围晴空区大气风场，主要进行了晴空风矢质量控制方案研究、导风实例分析与风矢误差定量对比以及晴空风矢同化应用三方面的研究:
　　首先，为提高晴空风矢质量，本研究使用欧洲中期天气预报中心的高精度再分析资料（简称ERA）的风场数据，逐点与晴空风矢的风向和风速进行对比，并通过设置阈值，对不合理的晴空风矢进行筛除。
　　然后结合台风个例，利用二阶差分法进行了台风周围晴空区导风实例研究，并以NCEP800hPa风场做参考，分别计算了质量控制前后晴空风矢的偏差(BIAS)、标准偏差（SD）及均方根误差（RMSE）。结果表明:质量控制可以有效减小风速、风向的偏差;SD及RMSE也由质量控制前的平均7.8m/s和19.7m/s减小到质量控制后的2.0m/s和4.6m/s。
　　最后，选取台风“海葵”、“灿鸿”、“梅花”三个个例，利用WRF中尺度数值模式进行了台风预报的个例研究。研究结果表明:同化晴空风矢可以改善位势高度、风场、湿度等初始物理量场，对台风的路径、强度预报以及风场、降水预报都有不同程度的改进。

目录

声明

摘要

第一章 引言

1．1 研究目的与意义

1．2 卫星导风技术的进展

1．3 卫星风矢在台风数值预报中的应用

1．4 本文主要内容及章节安排

第二章 基于二阶差分法的风矢反演与质量控制

2．1 二阶差分法晴空区导风原理

2．2 二阶差分法晴空区风矢反演流程

2．2．1 资料预处理

2．2．2 风矢计算

2．2．3 晴空风矢高度指定

2．3 晴空风矢质量控制方案

2．4 本章小结

第三章 导风实例分析与风矢误差定量评价

3．1 实例分析

3．1．1 台风“海葵”个例分析

3．1．2 台风“梅花”个例分析

3．1．3 台风“威马逊”个例分析

3．2 风矢误差定量评价

3．3 本章小结

第四章 晴空风矢同化在台风数值预报中的应用

4．1 中尺度模式及三维变分同化系统介绍

4．1．1 WRF中尺度模式介绍

4．1．2 三维变分同化系统介绍

4．2 试验资料及方案设计

4．2．1 个例介绍

4．2．2 试验方案介绍

4．3 模式预报结果分析

4．3．1 台风路径分析

4．3．2 台风强度分析

4．3．3 降水量分析

4．3．4 风场分析

4．4 “灿鸿”个例分析场对比

4．5 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 主要研究内容及结论

5．2 创新点

5．3 工作展望

参考文献

致谢

个人简历