葵花-8卫星AOD资料在CMA-MESO/CUACE CW 3DVar同化系统中的个例应用研究

• Published in: 高原气象 Vol. 43; no. 5; pp. 1259 - 1270
• Main Authors: 田伟红, 庄照荣, 韩威, 沈学顺
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国气象局地球系统数值预报中心,北京 100081 28.10.2024; 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室,北京 100081; 中国气象局地球系统数值预报重点开放实验室,北京 100081
• Subjects: 气溶胶光学厚度观测(AOD); CMA-MESO three-dimensional variational analysis; CUACE; Aerosol Optical Depth(AOD); CMA-MESO三维变分; 葵花-8(Himawari-8); Hi-mawari-8
• ISSN: 1000-0534
• DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2024.00016

P435+.1; CMA-MESO/CUACE CW化学天气耦合模式是自主研发的大气化学耦合模式,目前CMA-MESO/CUACE CW 3DVar同化系统实现了地面气溶胶观测可吸入颗粒物PM2.5和PM10的同化,为增强耦合同化系统非常规观测的同化能力,文中在CMA-MESO大气化学天气耦合三维变分同化框架基础上,利用查表法获得气溶胶消光系数,然后建立气溶胶光学厚度(Aerosol Optical Depth,AOD)和气溶胶组分之间关系的观测算子、切线性观测算子和伴随观测算子,实现AOD观测资料的同化应用.针对2016年12月18-20日华北、黄淮地区一次污染天气过程进行同化预报试验,试验结果表明同化葵花-8卫星(Hi-mawari-8)气溶胶光学厚度观测后,PM2.5分析的重污染区范围有所扩大,山西东南部分析与实况分布更为接近,但是山东大部地区PM2.5分析偏强,与观测相比PM2.5质量浓度存在高估.同时同化Himawari-8 AOD观测和地面气溶胶站点观测的PM2.5分析最优,分析与观测距平相关系数最高,平均偏差、均方根误差及标准差最小.重污染区的PM2.5预报检验结果表明,同化Himawari-8 AOD观测对大于350 μg·m-3量级PM2.5预报正贡献可以持续到48 h,但整体来说,同时同化Himawari-8 AOD观测和地面气溶胶站点观测对各个量级的PM2.5质量浓度预报质量最优.