盛春岩,刘诗军,范苏丹,曲巧娜,丁锋,朱文刚,孙兴池
(1.山东省气象防灾减灾重点实验室,山东 济南 250031;2.山东省气象科学研究所,山东 济南 250031;3.青岛市气象局,山东 青岛 266003;4.山东省气象台,山东 济南 250031)
航空气象数据转发(aircraft meteorological data relay,以下简称AMDAR)是民航班机上自动观测仪器获得的自动气象观测资料,包括观测时的经纬度、飞行高度、气温、风向、风速等信息,因其观测频度高、探测层次密集,对常规探空观测资料起到了重要的补充作用,在国内外气象研究和业务中均已得到广泛应用。研究[1-3]表明,AMDAR资料在天气分析和预报中有重要参考价值,提高了灾害天气临近预报能力,弥补了常规观测资料的不足。AMDAR资料在数值模式中的应用也有大量研究,梁爱民等[4]研究表明,同化AMDAR观测资料,可以改进模式高空同化分析场,使模式层结预报更接近实况,从而提高雾的预报效果。万齐林等[5]研究表明,高时间频率同化AMDAR资料可以减少降水空报。连续的业务试验[6-7]也证明,AMDAR观测资料同化可以改进初始场中风场和温度场的分析质量,从而提高降水预报准确率。在我国,北京、上海以及国家气象中心等业务数值模式中AMDAR资料均得到广泛应用。
基于WRF(Weather Research and Forecasting)的3DVAR(3-Dimentional Variational)资料同化系统在我国天气预报业务和科研中应用多年,成为暴雨[8-15]、强对流[16-17]、海雾[18-24]等灾害天气预报技术研究以及天气预报业务的重要技术支撑。2000年以来,HAMILL and SNYDER[25]、ETHERTON and BISHOP[26]以及WANG et al.[27]研发了基于Hybrid-3DVAR的集合同化方法,在WRF-3DVAR的框架下建立了Hybrid-3DVAR混合同化系统,通过混合同化引入来自集合体的流依赖的背景误差协方差,从而获得更好的同化预报效果[28-30]。……