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台风预报误差的流依赖特征及混合资料同化中最优耦合系数
  • ISSN号:1674-7097
  • 期刊名称:《大气科学学报》
  • 时间:0
  • 分类:P456.7[天文地球—大气科学及气象学]
  • 作者机构:气象灾害教育部重点实验室(南京信息工程大学),江苏南京210044
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(41275111);国家自然科学基金重大研究计划培育项目(91437113); 公益性行业(气象)科研专项(GYHY201506005); 江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD)
中文摘要:

基于集合卡尔曼变换与三维变分(ETKF-3DVAR)混合资料同化系统和欧洲中期天气预报中心(ECWMF)的全球集合预报,以"梅花"台风为例,分析了台风系统预报误差的流依赖特征,讨论了耦合系数在混合同化和预报中的敏感性及其对预报质量的影响。结果显示,台风系统的预报误差协方差具有显著的中小尺度结构特征,集合估计的预报误差协方差结构能够再现其流依赖属性。相对于3DVAR方案,混合资料同化方案的最优耦合系数对台风系统的分析和预报质量具有更好的改善;但不同的耦合系数对台风路径预报有明显的影响,不合适的耦合系数甚至可能导致更坏的结果,只有耦合了相对合适的预报误差协方差的流依赖信息,混合资料同化方案才可能对分析和预报质量有正效果。这表明在混合资料同化系统中,构造一种具有自适应能力的耦合权重函数,实现相对最优权重的自动选择,对充分发挥混合资料同化方案的潜在优势具有重要意义。

英文摘要:

Based on the WRF ETKF-3DVAR hybrid data assimilation system and 51 members of ECWMF global ensemble prediction in TIGGE data,the flow-dependent characteristics of typhoon forecasting errors,the sensitivity of coupling coefficient in hybrid data assimilation and forecast,and its effects on forecast skill are analyzed,taking typhoon Muifa for example. Results suggest that the forecasting error covariance of typhoon has significant meso-and small-scale characteristics and the structure of forecasting error covariance that is estimated according to ensemble prediction can reappear its flow-dependent nature. The optimal coupling coefficient in hybrid data assimilation scheme can better improve the qualities of analysis and forecast of typhoon than 3 DVAR scheme. However,there are obvious effects on typhoon track forecast for different coupling coefficients and an improper coupling coefficient can lead to a worse result. That is,only the relative appropriate flow-dependent information in forecasting error covariance is coupled,the hybrid data assimilation scheme can have positive effects on the qualities of analysis and forecast. It shows that,in the hybrid data assimilation system,constructing a coupling weight functionwith adaptive ability and achieving automatically the aim to choose optimal coupling coefficient are of importance to improve forecast quality and give full play to potential advantage of hybrid data assimilation system.

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期刊信息
  • 《大气科学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:江苏省教育厅
  • 主办单位:南京信息工程大学
  • 主编:王会军
  • 地址:南京市宁六路219号
  • 邮编:210044
  • 邮箱:ndh70@126.com
  • 电话:025-58731158 58699794
  • 国际标准刊号:ISSN:1674-7097
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1803/P
  • 邮发代号:28-405
  • 获奖情况:
  • 2002年华东地区优秀期刊,江苏省双十佳期刊,1999年全国高校自然科学学报系统优秀二等奖,江苏...,1997年江苏省优秀期刊、江苏省一级期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 英国农业与生物科学研究中心文摘,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:2700