南海台风模式初始场的改进

摘要

本文利用6小时一次的NCEP1°×1°的分析资料，基于GRAPES(Global/RegionalAssimilation and Prediction System)三维变分同化系统和CHAF(The Cycle of HourlyAssimilation and Forecast，逐时同化分析与模式预报循环系统)，分别针对“风神”(0806)和“天鹅”(0907)两个特征明显不同的台风，应用台风的定位和定强信息，设计了相应的多时刻BDA(Bogus Data Assimilation)同化，在多次BDA中只同化近似程度高的涡旋风分量而近似程度较差的辐散风分量则通过多次调整和协调逐步向涡旋风适应。多次BDA能逐步调整台风位置并且在同化过程中随着台风位置更接近实况使得台风周围流场更趋合理。而考虑径向风的改进则是通过尝试利用卫星探测TBB资料来改进人造台风中对流加热分布，确定与卫星TBB协调一致的人造台风径向风环流场，改善风-压平衡。台风环流的改进给出了更高质量的模式初始场，使台风的数值模拟有更积极的影响。
　　 (1)考虑“风神”(0806)是一个较强台风，设计在12小时内应用三小时一次的台风定位和定强信息对其进行多次BDA同化，只调整涡旋风分量而让辐散风分量按动力约束自变，使初始台风对流合理。多次BDA同化方案以其高频次的资料同化次数逐步有效的结合了背景场和Bogus模型信息使台风初始信息得到进一步的改善，通过高频次的同化过程促使台风中心位置逐步向实况定位靠近，避免因背景场与实况定位差距过大引起同化后的结构不合理。其改进后的初始场信息在中心强度和台风结构上更接近实况。
　　 (2)考虑“天鹅”(0906)是一个较弱台风，设计在6小时内分别应用三小时一次和逐小时的台风定位和定强信息对“天鹅”(0907)台风进行多次BDA同化，多次BDA能逐步调整台风位置并且在同化过程中随着台风位置更接近实况使得台风周围流场更趋合理。多次BDA方案对“天鹅”的实验表明得到的初始场更协调，对台风的路径和降水预报也有一定的改善。
　　 (3)利用卫星探测TBB资料来改进人造台风中对流加热的分布，构造出与卫星TBB相匹配的径向环流，使人造台风更有真实性。具有较好的实用性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 前 言

1.1引言

1.1.1台风及其预报的意义

1.1.2台风数值预报方法

1.1.3模式初始场的影响

1.1.4国内外台风模式预报的现状

1.2本文研究的内容

第二章 资料和方法

2.1资料的选取

2.2台风Bogus模型

2.2.1构造台风区海平面气压及高度场

2.2.2构造暖核与切向风速

2.2.3构造相对湿度场

2.2.4次级环流和初始移动

2.3 BDA同化方案

2.4逐时循环同化系统

2.5数值预报模式

第三章 多次BDA方案对“风神”(0806)预报的影响

3.1引言

3.2针对“风神”的实验设计方案

3.3 BOGUS模型的构造

3.4 BDA同化效果分析：

3.5 BDA过程

3.6对台风数值预报的影响

3.7小结

第四章 多次BDA方案对“天鹅”(0907)预报的影响

4.1针对“天鹅”的BDA实验设计方案

4.2 BOGUS模型的构造

4.3 BDA同化结果：

4.4对模式初始场影响

4.5对台风数值预报的影响

4.6小结

第五章 卫星TBB反演降水资料的三维变分同化

5.1引言

5.2利用卫星TBB估算降水

5.3估算降水的同化

5.4小结

第六章 结论与讨论

6.1主要结论

6.2前景与展望

参考文献：

致 谢