地形影响的水平相关模型在CMA-MESO中的应用

在背景误差水平相关模型中引入地形作用,研究复杂地形下近地面观测资料同化对分析和预报的影响.CMA-MESO三维变分系统中背景误差水平相关关系采用高斯相关模型描述,观测信息在高度追随坐标的模式面上各向同性传播.然而在地形复杂的近地面层,观测信息传播受到山脉阻挡,因而其背景误差协方差非均匀且各向异性,观测信息传播应随地形高度变化.为此,采用美国国家气象中心NMC方法统计复杂地形下背景误差水平相关结构,构建包含地形高度和地形梯度影响的高斯相关模型,并将改进的水平相关模型应用于CMA-MESO三维变分分析.理想试验表明:考虑地形项的水平相关模型方案使观测信息以随地形高度变化的各向异性形式传播,越过大地...

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Published in应用气象学报 Vol. 35; no. 4; pp. 414 - 428
Main Authors 庄照荣, 李兴良, 王瑞春, 高郁东
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国气象局地球系统数值预报中心,北京 100081 01.07.2024
致灾降水数值模式与人工智能融合预报关键技术研究重点实验室,重庆 401147
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%重庆市气象科学研究所,重庆 401147
Subjects
background error
horizontal correlation model
地形
3DVar
三维变分
背景误差
水平相关模型
CMA-MESO
terrain
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ISSN1001-7313
DOI10.11898/1001-7313.20240403

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Summary:在背景误差水平相关模型中引入地形作用,研究复杂地形下近地面观测资料同化对分析和预报的影响.CMA-MESO三维变分系统中背景误差水平相关关系采用高斯相关模型描述,观测信息在高度追随坐标的模式面上各向同性传播.然而在地形复杂的近地面层,观测信息传播受到山脉阻挡,因而其背景误差协方差非均匀且各向异性,观测信息传播应随地形高度变化.为此,采用美国国家气象中心NMC方法统计复杂地形下背景误差水平相关结构,构建包含地形高度和地形梯度影响的高斯相关模型,并将改进的水平相关模型应用于CMA-MESO三维变分分析.理想试验表明:考虑地形项的水平相关模型方案使观测信息以随地形高度变化的各向异性形式传播,越过大地形观测信息影响明显减弱,分析增量更加合理.我国北方一次强降水过程分析预报试验表明:随地形高度变化的水平相关模型方案使地面观测信息各向异性传播,削弱了大地形处近地面的分析增量,对降水预报略有正贡献.针对华东地区降水过程进行5 d逐小时快速更新分析预报循环试验结果表明,随地形变化的水平相关模型方案对10 m风场和24 h时效内降水预报有正贡献.
ISSN:1001-7313
DOI:10.11898/1001-7313.20240403