云迹风在热带气旋路径数值预报中的应用研究

摘要

通过一系列四维变分同化试验对GMS-5 卫星资料反演的云迹风资料在西北太平洋热带气旋的初始化及路径数值预报中的作用进行研究,同化资料为中国国家卫星气象中心提供的GMS-5水汽和红外云迹风资料,其中70%在400 hPa 以上,50%集中在200～300 hPa.应用美国NCAR/PSU中尺度模式MM5及其四维变分同化系统,同化窗口为6 h,对初始时刻和6 h后的云迹风进行同化.同化前对云迹风资料进行了简单的类似ECMWF初值检验方法的质量控制.对2002年8个西北太平洋热带气旋共进行了22组试验.结果表明,采用四维变分同化技术同化云迹风对热带气旋路径预报有一定改善,12,24,36和48 h预报的平均距离误差分别降低5%,12%,10%和7%,但同化云迹风的作用与初始气旋强度有关.选择初始中心海平面气压960 hPa 作为强、弱气旋的分类标准,则11个较强气旋平均路径误差12 h减小了13%,12 h以后的预报误差减小率维持在20%以上.而对于11个较弱气旋,平均路径误差反而略有增加,说明同化云迹风资料对不同初始强度的气旋作用也有所不同.其主要原因是由于强度较强的热带气旋往往具有较为深厚的垂直结构,因此受高层大气流场的影响更明显;同时,较弱热带气旋的云迹风观测相对稀少且凌乱,并且更容易受环境气流的影响,因此对于较弱的热带气旋,当模式变量与模式或变量之间在同化后不够协调的话,就会产生负效应.