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基于雷达、卫星资料的台风多尺度混合资料同化技术发展及应用研究

批准号:
41575107
项目类别:
面上项目
资助金额:
70.0 万元
负责人:
李泓
学科分类:
大气数值模式发展
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
骆婧瑶、张蕾、杨舒芝、吴丹、尹春光、方哲卿、陆人治

项目摘要

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项目成果

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中文摘要
近年来TC路径预报水平稳步提高,但强度预报几乎没有进步。实现TC强度的准确预报,模式的水平分辨率须达到云分辨尺度。然而,单纯提高分辨率对描述TC内核结构和快速增强过程效果并不理想,高分辨率模式还需要高分辨率的观测资料及有效的同化方法加以配合。本项目拟在已有的GSI-ETKF同化系统基础上,发展能协同融合雷达、台风报文MSLP、卫星辐射率资料,包含云分辨尺度在内的多尺度混合同化系统;针对混合同化计算量大、动力强非线性、多尺度适应性参数等开展技术攻关;综合评价各种资料的作用,揭示其中的影响机理;在此基础上寻找对TC预报尤其是强度预报最为有效的观测资料及合理的同化方案,提升系统对区域高分辨率台风模式的初始化性能和预报水平。
英文摘要
Even though there has been a steady improvement in tropical cyclone (TC) track forecast over the past 20 years, TC intensity forecast has remained a major challenge with virtually no improvement. Studies suggest that a cloud-resolving resolution is essential to capture inner-core structure and rapid intensity changes, but increasing resolution alone does not lead to systematic improvements which indicates requirement of high-resolution observations and advanced data assimilation techniques to efficiently use these observations. This proposal project will address TC prediction improvement problem by a) developing a multi-scale including cloud-resolving scale GSI-ETKF hybrid data assimilation system capable of efficiently assimilating radar, MSLP and satellite observations; b) addressing several issues related to hybrid analysis, such as high computational cost, strong nonlinearity and adaptive technique for multi-scale assimilation; c) evaluating the impact of these observations on typhoon forecasting especially intensity forecast; all of which will help to seek the most efficient observations and optimal assimilation strategy to improve typhoon initialization and prediction.
台风强度预报需要云分辨尺度的模式。然而,单纯提高分辨率对描述台风内核结构和快速增强过程效果并不理想,高分辨率模式还需要高分辨率的观测资料及有效的同化方法加以配合。本项目采用GSI混合资料同化系统,发展了基于双参微物理(Thompson)方案的雷达反射率同化观测算子,研究了云分辨尺度雷达资料同化对台风内核结构的捕捉能力。在此基础上发展了能有效融合雷达径向风、反射率、台风报文MSLP、卫星资料,包含云分辨尺度在内的多尺度资料同化系统。对多尺度适应性关键参数(技术)开展了研究和试验,寻找对TC预报合理的同化方案。通过各种OSE试验,评价不同类型资料对台风预报的不同作用,揭示了其中的影响机理:雷达资料同化通过改善台风内核结构对台风强度、降水预报有正贡献,MSLP通过改变涡旋初始位置和动力结构改进路径和强度预报,而AMSU资料则对路径预报有正贡献,其影响机制主要通过改善大尺度环境场。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Ensemble Data Assimilation and Prediction of Typhoon and Associated Hazards using TEDAPS
使用 TEDAPS 对台风及相关灾害进行集合数据同化和预测
DOI: --
发表时间: 2019
期刊: Frontiers of Earth Science
影响因子: 2
作者: [Li Hong, Luo Jingyao, Xu Mengting]
通讯作者: Xu Mengting
Estimation of observation impact with an ensemble sensitivity method
使用集合敏感性方法估计观测影响
DOI: --
发表时间: 2016
期刊: J. Trop. Meteorol
影响因子: --
作者: [Li Hong, Wang Qin]
通讯作者: Wang Qin
Assimilation of real observational data with the GSI-based hybrid data assimilation system to improve typhoon forecast
利用基于GSI的混合资料同化系统同化真实观测资料以改进台风预报
DOI: --
发表时间: 2015
期刊: Journal of Tropical Meteorology
影响因子: 1.2
作者: [Li Hong, Luo Jingyao, Chen Baode]
通讯作者: Chen Baode
DOI: --
发表时间: 2019
期刊: 海洋与湖沼
影响因子: --
作者: [应美佳]
通讯作者: 应美佳
雷达反射率资料直接同化关键技术研究及登陆台风业务应用
基于集合敏感性的观测资料影响性综合评价及其对同化预报系统的优化
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