基于中尺度模式的星载高光谱红外辐射资料直接同化及应用研究

批准号:
41601469
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
19.0 万元
负责人:
刘延安
依托单位:
学科分类:
D0113.遥感科学
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
乔枫雪、艾金泉、王超、沈振翔、顾雅茹
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中文摘要
星载高光谱红外资料具有高垂直分辨率和高精度的大气温湿度廓线信息。然而,由于同化技术和仅使用晴空资料的限制,致使其在中尺度区域预报中的同化应用效果有限。本项目基于中尺度数值预报模式WRF 和GSI同化系统耦合,通过改进云污染资料观测误差描述和偏差订正技术,提高高光谱红外辐射资料在中尺度模式中的直接同化应用能力。具体研究内容涵括三个方面:(1)结合中国区域气候特征,基于通用辐射传输模式全空间模拟,提高资料观测误差描述,实现受云污染影响较小通道资料的应用;(2)采用变分偏差订正方案,利用在线与离线相结合的手段,提高辐射资料在中尺度模式中的偏差订正稳定性;(3)检验高光谱红外资料同化在台风预报中的应用效果。以期改善区域模式对台风等中尺度灾害天气的预测预警能力,为我国将要发射的首颗星载高光谱红外传感器开展资料同化应用提供科学参考。
英文摘要
Highspectral infrared remote sensing can provide the information about temperature and humidity of the atmosphere at high vertical resolution and high accuracy. However, due to the constraints of assimilation technique and only using the clear data, the impact is limited after assimilating observations into mesoscale model. The project based on coupling the mesoscale numerical model WRF (Weather Research and Forecast) and GSI (Gridpoint Statistical Interpolation) assimilation system, through the improvement of the accuracy of observation-error for cloud contaminated data and bias correction method, improves the potential application value of assimilating radiances into mesoscale model. The research includes three aspects: (1) Taking the climate of China into account, the simulated radiances are calculated based on the radiative transfer model in the region of clear and cloud, respectively, which can improve the regional accuracy of satellite observation-error. Thus the cloud contaminated channel can be used effectively; (2) Based on a scheme of VarBC (Variational Bias Correction), a combined method is proposed using the online and offline VarBC, which can improve the stability of correction when assimilating the radiances data into mesoscale model; (3) The influence and forecast accuracy of assimilating radiances into mesoscale are verified in the typhoon forecast experiments. This research aims to improve the forecast and early warning capability for typhoon and other mesoscale disasters in the regional model, and provide the scientific reference for China to carry out the radiances assimilation of first hyperspectral infrared sensor in future.
项目通过耦合中尺度天气预报模式和区域同化系统,综合利用高光谱红外资料高分辨率垂直观测信息和区域大气数值模式高分辨率的优点,深入研究卫星高光谱红外资料直接同化的关键技术难点。围绕研究目标,完成以下研究内容:(1)量化了高光谱红外资料观测误差特征,提出了基于数据驱动的观测误差协方差构建技术,奠定了有云区域产品的同化基础;(2)提出在线和离线相结合的动态偏差订正方案,提高区域模式偏差订正效果和稳定性;(3)实现星载高光谱红外资料在区域模式中的直接同化应用,显著改善区域模式对台风路径和强度预报的精度水平。研究为高光谱红外资料同化的业务化应用提供技术参考。
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Assimilation of atmospheric infrared sounder radiances with WRF-GSI for improving typhoon forecast
利用 WRF-GSI 同化大气红外探测器辐射度以改进台风预报
DOI:10.1007/s11707-018-0728-6
发表时间:2018-08
期刊:Frontiers of Earth Science
影响因子:2
作者:Liu Yan-An;Sun Zhibin;Chen Maosi;Huang Hung-Lung Allen;Gao Wei
通讯作者:Gao Wei
DOI:--
发表时间:2018
期刊:红外与毫米波学报
影响因子:--
作者:杨雨晗;尹球;束炯
通讯作者:束炯
DOI:--
发表时间:2018
期刊:华东师范大学学报(自然科学版)
影响因子:--
作者:顾雅茹;刘延安;刘朝顺;李正龙
通讯作者:李正龙
DOI:--
发表时间:2019
期刊:华东师范大学学报(自然科学版)
影响因子:--
作者:李璐含;束炯;尹球;张雷;刘延安
通讯作者:刘延安
Adaptive bias correction of advanced infrared sounding radiance assimilation in a regional model and its impact on typhoon forecast
区域模式中先进红外探测辐射同化的自适应偏差修正及其对台风预报的影响
DOI:10.1117/1.jrs.12.026012
发表时间:2018-04
期刊:Journal of Applied Remote Sensing
影响因子:1.7
作者:Liu Yan-An;Huang Hung-Lung Allen;Lim Agnes Huei Ni;Gao Wei
通讯作者:Gao Wei
面向低空经济的星地协同温湿廓线反演及同化应用研究
- 批准号:--
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:0.0万元
- 批准年份:2025
- 负责人:刘延安
- 依托单位:
基于 4D-Var 方法的静止卫星高光谱红外辐射资料同化及应用研究
- 批准号:21ZR1419800
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:0.0万元
- 批准年份:2021
- 负责人:刘延安
- 依托单位:
国内基金
海外基金
