3DVar和SVD-En3DVar方法同化地閃資料試驗研究.pdf

1、強對流天氣由于具有突發(fā)性和強破壞力，一直是氣象預報業(yè)務中的難點和重點內(nèi)容之一，展開此類天氣預警預報能力提高的研究對人們的生產(chǎn)生活具有重要意義。閃電資料作為對流活動的指示器，不但具有高分辨率，而且受外界條件干擾較小，可以將其作為其他觀測資料的補充，用于對強對流天氣的監(jiān)測和預報。本文通過將閃電資料同化入數(shù)值模式，調(diào)整模式初始場，探討了閃電觀測在強對流天氣預報方面的應用。
　　本文選取2009年6月5日發(fā)生在江淮地區(qū)的一次強對流過程進行

2、研究。首先基于常規(guī)天氣資料和通過兩步變分法反演得到的多普勒天氣雷達資料，對該次天氣實況發(fā)生、發(fā)展和消亡的過程做了詳細分析，并根據(jù)已有的一些預警條件對冰雹、大風和閃電等災害性天氣做出預警。
　　隨后，基于美國業(yè)務天氣預報系統(tǒng) RUC/RR（Rapid Update Cycle/Rapid Refresh）的同化系統(tǒng)GSI（Gridpoint Statistical Interpolation）中閃電與雷達回波的經(jīng)驗關(guān)系，將安徽省LD

3、-Ⅱ型閃電定位系統(tǒng)的地閃資料轉(zhuǎn)換為三維代理回波，并與雷達觀測作對比，結(jié)果表明二者略有偏差，但總體形態(tài)基本一致。因此，閃電代理回波可以作為雷達資料的補充或替代，用于強對流天氣臨近預報的研究。
　　最后，分別用三維變分方法（Three-dimensional Variational Method，3DVar）和基于集合與奇異值分解（Singular Value Decomposition Method，SVD）技術(shù)的三維變分同化方法（

4、SVD-En3DVar）同化閃電轉(zhuǎn)換三維代理回波，以提高強對流天氣的臨近預報水平。結(jié)果表明：（1）利用中尺度預報模式（Weather Research and Forecast Model，WRF）的3DVar模塊同化閃電代理回波后，對初始場中的熱力和動力條件都進行了一定程度的調(diào)節(jié)和補充。同化結(jié)果極大地改善了回波強度和落區(qū)的臨近預報水平，使其迅速向觀測場逼近；并且可改進3小時和6小時內(nèi)臨近降水的落區(qū)預報，為短時強降水的臨近預報提供很好的