13860.資料同化在臺風數(shù)值預報中的應用研究

1、密級：中國科學院大學UniversityofChineseAcademyofSciences博士學位論文資料同化在臺風數(shù)值預報中的應用研究作者姓名：麴盍娟指導教師：蒸世墼班宜雖王壅瞳班究雖學位類別：理堂簋學科專業(yè)：毖壟注注堂研究所：史國整堂院直蓬連注班宜匱二零一四年五月摘要資料同化在臺風數(shù)值預報中的應用研究摘要臺風作為最具破壞力的自然災害之一，嚴重地影響著我國沿海地區(qū)人們的生產(chǎn)和生活，如何提高當前臺風的預報精度一直是海洋、氣象學家們所關

2、注的重點和難點之一。近年來，隨著數(shù)學方法、計算機及衛(wèi)星觀測等技術(shù)的不斷發(fā)展，資料同化在臺風數(shù)值預報中的作用越來越受到研究人員及預報員的重視。為此，本文以WRF模式為動力框架，針對臺風資料同化中的關鍵問題，通過大量臺風個例，研究了如何利用資料同化技術(shù)提高臺風路徑和強度的預報精度，為臺風業(yè)務預報提供新的思路與手段。由于背景場誤差協(xié)方差在資料同化中起著至關重要的作用，決定了資料同化的效果和質(zhì)量，因而本文首先利用系統(tǒng)自帶的NMC方法統(tǒng)計了對應本

3、文研究區(qū)域和模式參數(shù)設置的背景場誤差協(xié)方差。通過對其統(tǒng)計量特征進行分析，并將其應用于單點理想試驗和臺風數(shù)值模擬試驗進行驗證，結(jié)果表明所估算的B矩陣相對于系統(tǒng)自帶的通用B矩陣更合理有效，因而同化效率更高，使模式對臺風的預報效果改進更明顯。大尺度環(huán)境流場是影響臺風運動的主要因素之一。全球模式通過傳統(tǒng)的嵌套方法為區(qū)域數(shù)值天氣預報模式提供邊界條件，其信息從邊界傳入時由于插值和波反射等原因會受到限制和歪曲，因而造成區(qū)域模式中大尺度信息失真問題?！?/p>

4、選尺度資料同化”(ScaleselectiveDataAssimilationSSDA)方法克服了區(qū)域模式由于邊界帶來的大尺度信息失真問題，利用全球模式的大尺度信息來對區(qū)域模式中的大尺度信息進行調(diào)整，同時允許區(qū)域模式中的小尺度信息自由發(fā)展。將該方法應用于臺風“鲇魚”(Megi)的預報研究表明：SSDA方法利用GFS全球預報的大尺度風場來對區(qū)域模式中的相應成分進行調(diào)整，一方面通過改善模式對大尺度環(huán)境流場及臺風內(nèi)部不對稱結(jié)構(gòu)的模擬，提高了模