高原气象

作者：张万里,王元兵,李柔,陈耀登,孟德明,钱新尧,金喜立

单位：<sup class=\"mag-xml-aff-label-sup added-by-sys\">1.</sup> 南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/ 气象灾害预报预警与评估协同创新中心，江苏 南京 210044","<sup class=\"mag-xml-aff-label-sup added-by-sys\">2.</sup> 广东省罗定市气象局，广东 罗定 527200

关键词：背景场误差,资料同化,高原边坡对流,台风

基金：国家自然科学基金项目(U2142208),国家重点研发计划项目(2022YFC3080500)

高原边坡地区及台风系统观测资料的有效同化对我国天气预报有重要影响， 而背景误差是影响资料同化效果的关键因子。为了更好地理解高原边坡对流系统和台风系统的常规控制变量以及各水凝物控制变量背景场误差特征， 从而发展适用于高原边坡对流系统和台风系统的资料同化方案， 本文基于集合变换卡尔曼滤波和集合-变分混合同化方法分别更新集合扰动和集合平均得到含有80个集合成员的4公里分辨率对流尺度集合预报样本， 选取2022年8月中旬发生在青藏高原东北边坡的对流个例和2022年第12号台风“梅花”个例， 经过物理变换、 垂直变换以及水平变换统计得到包含多相态水凝物和垂直速度在内的多元变量背景场误差协方差， 同时对其空间误差特征如特征值、 特征向量和特征长度尺度进行了分析。研究发现， 与台风系统对比， 高原边坡对流系统的背景场误差相对更大， 对水凝物变量以及垂直速度的模拟更差。因此， 在高原边坡对流系统的资料同化中， 分析会更接近于观测而远离背景场， 对其观测质量和数量要求相对更高。另外， 高原边坡对流系统的大气特征和水凝物以及垂直速度变量的水平尺度相对于台风系统更小、 更有局地性； 对比常规控制变量， 水凝物和垂直速度变量具有更小的水平尺度和更强的局地性特征。因此在同化分析时， 高原边坡区域的观测资料以及与水凝物相关的观测信息影响范围相对有限。

来源：2025年第3期

《高原气象》期刊编辑部

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