青藏高原资料同化对下游地区一次降水过程预报的影响开题报告
2021-12-17 21:47:09
全文总字数:5240字
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
近年来,随着数值预报技术的进步,探测手段的日臻完善和丰富,以及高性能计算机快速发展和应用,现代天气预报技术取得了显著的进步,其中快速更新同化分析和预报、集合预报、概率预报以及数字化预报等新技术的应用,促进了中国天气预报业务水平的提高,在中国防灾减灾、保障社会经济发展和人民安康福祉的气象服务中发挥了重要作用。天气预报技术的发展带来的预报准确率和精细化程度的提高。气象要素已经精细化到乡镇,格点产品时空分辨率达3h和10km;和开展了雷雨大风、冰雹和短时强降水等分类强对流天气短期、短时临近预报业务;发布了0-24h预报时效间隔的定量降水预报产品,降水预报实现了由定性的落区向定点、定量的格点化及由单一的降水向雨、雪相态的转变;发布了登陆台风24h预报6h时效和10km时空分辨率的风雨预报;建立了强对流天气分类、台风路径以及中期基本气象要素和灾害性天气概率预报业务。使得基本气象要素预报、突发性中小尺度灾害性天气以及重大天气过程的监测预警预报能力明显提高。2013年,中国24h晴雨预报和最高气温、最低气温预报准确率分别为87.6%和77.1%、82.3%;暴雨预报ts(threat score)评分为19.1%,较年前提高了7个百分点;台风路径预报120h时效误差小于日本和美国,24h预报误差较年前降低了82km,接近同期世界先进水平。[1]虽然目前在降水预报方面有了很大的进步,但仍然存在弱降水过程的降水频率的预测值高于真实值[2],降水量的预报值会大于真实值[3]等问题。
由于观测的不完整和大气运动的多尺度特征,模式与真实大气的近似、观测的代表性与误差的存在,由观测导出模式初始场存在欠定性和与模式的协调性两个问题。因此,人们开始考虑让数值预报模式不断吸收、消化观测资料,从而使模式状态越来越接近真实大气,这个过程就是资料同化。用于数据同化的资料主要有常规气象观测资料和遥感资料两类。当前常规的气象观测主要有陆地地面气象观测,陆地探孔观测,船舶海面气象观测,船上探空观测和航线与机场的飞机观测四类,有可直接获得,一般比较精确、规范,有可比较性,基本实现全天候长时间序列观测的有点,是资料同化的最基本资料源,但因为基本探测系统空间分布不均,探测能力有限,有时代表性误差比较突出的缺点,等原因,需要再引入其他资料来弥补常规观测资料的不足。因为遥感资料空间覆盖不受人类活动的限制,具有更高的时间频率,长期观测的成本较低,所以将遥感资料进行同化后引入预报模式,往往能对预报产生正影响。史小康等人[4]用modis地表反照率产品代替wrf中的反照率数值,通过与真实值得对比分析发现,卫星遥感产品可以在月尺度上更准确的模拟降水量的变化过程。
青藏高原高而广,西风带在此处会产生波动,这种波动就会对下游的各地造成影响。青藏高原的加热气泵效应等对下游的降水有很深的影响,据研究,青藏高原的感热与长江中下游地区的降水呈负相关,与东北华北华南的降水呈负相关。而随着人们对青藏高原的研究深入,人们发现可以获得的关于青藏高原的数据实在是太少了,虽然国家在青藏高原地区增设了各类观测站,但是相较其广袤的高原毕竟有限,而卫星资料等恰好可以弥补这一不足。
2. 研究的基本内容
本研究选取75e~125e,20n~40n区域13日的降水预报进行分析。探讨同化青藏高原地区noaa19上的微波湿度计数据地面和探空数据对下游地区降水预报结果的影响。文中选用gsi同化系统进行资料同化,并将同化结果导入wrf模式。
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分析导入同化资料前后的一小时,六小时,十二小时,二十四小时时效的900hpa,850hpa,700hpa,600hpa,500hpa,300hpa,200hpa相对湿度和平均相对湿度预报,通过差值分析找出青藏高原地区资料同化对不同高度不同时效的相对湿度预报的影响。
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分析导入同化资料前后的一小时,六小时,十二小时,二十四小时的降水预报 ,并将其与实际二十四小时降水实况做比较,分析资料同化对降水的范围,中心位置,降水量的预报的影响。
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(1)2015.11.20—2015.11.30:选定论文题目并与导师商量拟定研究内容。
(2)2015.12.1—2015.12.10:搜集并整理与论文有关的资料,拟定任务书并提交审核。
(3)2015.12.21—2015.1.15:拟定、提交开题报告,并撰写论文提纲。
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[1] 李泽椿,毕宝贵,金荣花,等.近10年中国现代天气预报的
发展与应用[j].气象学报,2014,72(6):1069-1078.
[2] jason c.knievel at al. the diurnal mode of summer
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