雷达资料同化在可致龙卷的强暴雨系统分析中的一些应用

摘要

近十几年来,一直致力于开发一个适用于对流尺度的三维变分同化系统.在最近版本的系统中,目标函数定义为包括背景项、观测项(包括常规观测、雷达径向风和反射率)和一些弱约束项.背景误差协方差矩阵的空间相关是通过递归滤波的方法来实现的.并且利用了背景误差协方差矩阵的平方根使目标函数的条件数减小,从而加速了求解过程.在系统研发的初期阶段,把重点放在对雷达径向风的分析上,最近几年的研究延伸到了在变分框架内对反射率资料的同化上.在此基础上,为NOAA的"基于数值模式的预警"研究课题发展了一个根据当前天气形势的演变,动态定位分析区域的实时高频率(5 min)、高分辨率(1 km)风场分析系统.文中将给出几个实例分析.在NOAA灾害性天气试验基地的初步评估中,该实时系统得到了很好的评价.在结论部分将简要介绍两种新的资料同化方法:集合三维变分同化、混合三维变分和卡尔曼同化方法.当前正在评估这些方法在对流尺度强风暴天气分析和预报中的应用.