利用非流体静力伴随模式同化大气无线电折射率

摘要

近来,基于全球定位系统(GPS)提出了一种遥感水汽的新途径.根据GPS折射率测量结果能够反演出温度和水汽和垂直廓线.对于气象部门来说,这是一种有价值的潜在资料源.基于宾州/NCAR的中尺度模式的绝热版本及其伴随模式发展了一种四维资料同化系统.然后,进行了一系列观测系统模拟试验来评估GPS推算的大气折射资料的效果.结果表明,大气折射率同化在反演水汽垂直廓线中是非常有效的.推算出的水汽场的精度明显比用传统反演技术得到的精度要好.大气折射率同化也能提供有效的温度信息.资料同化结果对于附加在模拟折射率观测值上的随机误差较不敏感.而它们对于观测值的空间分辨率却非常敏感.谱分析表明,湿度场具有较小尺度的变化且对大气折射率观测值的分辨率比温度更敏感.当折射率观测值分辨率较粗时,单个观测值同化得到的结果比在模式格点上内插的观测值同化的结果要好.沿大约240km距离(GPS折射率观测的特征尺度)平均的折射率观测值的同化对温度和湿度场的反演仍得到相当好的结果.