Potential of Mid‐tropospheric Water Vapor Isotopes to Improve Large‐Scale Circulation and Weather Predictability
Potential of Mid‐tropospheric Water Vapor Isotopes to Improve Large‐Scale Circulation and Weather Predictability
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对流层中层水蒸气同位素改善大尺度环流和天气预报的潜力
DOI：
10.1029/2020gl091698
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发表时间：
2021
影响因子：
5.2
通讯作者：
Schneider
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Toride;Yoshimura;Diekmann;Khosrawi;Schneider
最近的卫星技术已经揭示了每天对流层水汽同位素的详细模式，但水同位素对天气预报的意义在很大程度上仍然未知。本文通过概念验证观测系统模拟实验，证明了红外大气探测干涉仪（IASI）观测到的对流层中水同位素通过对对流加热结构和大尺度环流的非局地影响，可以显著改善天气预报。与仅吸收常规的非同位素观测相比，吸收IASI同位素可使对流层中部的风、湿度和温度场改善10%以上。这些改进大约是吸收IASI同时水汽观测值的三分之二。这种改善更多地归因于水同位素的热力学（相变）效应，而不是动力学（输运）效应。此外，同位素观测对常规观测和IASI同时进行的水汽观测所限制的场强有3%-4%的额外改善，显示了水同位素的独特特征。
Recent satellite techniques have uncovered detailed tropospheric water vapor isotope patterns on a daily basis, yet the significance of water isotopes on weather forecasting has remained largely unknown. Here, we perform a proof‐of‐concept observing system simulation experiment to show that mid‐tropospheric water isotopes observed by the Infrared Atmospheric Sounding Interferometer (IASI) can substantially improve weather forecasts through non‐local impacts on the convective heating structure and large‐scale circulation. Assimilating IASI isotopes can improve wind, humidity, and temperature fields by more than 10% at mid‐troposphere compared to only assimilating conventional non‐isotopic observations. These improvements are about two‐thirds of assimilating simultaneous IASI water vapor observations. The improvements can be attributed more to thermodynamic (phase change) effects than dynamic (transport) effects of water isotopes. Furthermore, isotopic observations produce additional 3%–4% improvements to the fields constrained by the conventional observations and simultaneous IASI water vapor observations, demonstrating the unique characteristics of water isotopes.
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影响因子：
--
作者：
C. Risi;D. Noone;J. Worden;C. Frankenberg;G. Stiller;Michael T. Kiefer;B. Funke;K. Walker;P. Bernath;M. Schneider;D. Wunch;V. Sherlock;N. Deutscher;D. Griffith;P. Wennberg;K. Strong;D. Smale;E. Mahieu;S. Barthlott;F. Hase;O. García;J. Notholt;T. Warneke;G. Toon;D. Sayres;S. Bony;Jeonghoon Lee;D. Brown;R. Uemura;C. Sturm
通讯作者：
C. Risi;D. Noone;J. Worden;C. Frankenberg;G. Stiller;Michael T. Kiefer;B. Funke;K. Walker;P. Bernath;M. Schneider;D. Wunch;V. Sherlock;N. Deutscher;D. Griffith;P. Wennberg;K. Strong;D. Smale;E. Mahieu;S. Barthlott;F. Hase;O. García;J. Notholt;T. Warneke;G. Toon;D. Sayres;S. Bony;Jeonghoon Lee;D. Brown;R. Uemura;C. Sturm
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DOI：
--
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
--
作者：
M. Schneider;A. Wiegele;S. Barthlott;Y. González;E. Christner;C. Dyroff;O. García;F. Hase;T. Blumenstock;E. Sepúlveda;G. Mengistu Tsidu;Samuel Takele Kenea;S. Rodríguez;J. Andrey
通讯作者：
J. Andrey