Hybrid ETKF-3DVAR方法同化多普勒雷达速度观测资料Ⅰ:模拟资料试验

摘要

利用WRF (Weather research and forecasting)模式及模式模拟的资料,采用Hybrid ETKF-3DVAR (ensemble transform Kalman filter-three-dimensional variational data assimilation)方法同化模拟雷达观测资料.该混合同化方法将集合转换卡尔曼滤波(ensemble transform Kalman filter)得到的集合样本扰动通过转换矩阵直接作用到背景场上,利用顺序滤波的思想得到分析扰动场;然后通过增加额外控制变量的方式把“流依赖”的集合协方差信息引入到变分目标函数中去,在3DVAR框架基础下与观测数据进行融合,从而给出分析场的最优估计.试验结果表明,Hybrid ETKF-3DVAR同化方法相比传统3DVAR可以提供更为准确的分析场,Hybrid方法雷达资料初始化模拟的台风涡旋结构与位置比3DVAR更加接近“真实场”,对台风路径预报也有明显改进.通过对比HybridS试验与HybridF试验发现,Hybrid的正效果主要来源于混合背景误差协方差中的“流依赖”信息,集合平均场代替确定性背景场带来的效果并不