高原气象

作者：田伟红,庄照荣,韩威,沈学顺

单位：1. 中国气象局地球系统数值预报中心，北京 100081 ","2. 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室，北京 100081 ","3. 中国气象局地球系统数值预报重点开放实验室，北京 100081

关键词：气溶胶光学厚度观测（AOD）,CMA-MESO三维变分,CUACE,葵花-8（Himawari-8）

基金：国家自然科学基金重大项目(42090032),风云卫星应用先行计划项目(FY-APP-ZX-2022.01),风云三号03批卫星工程项目 〔FY-3（03）-AS-11.08〕

CMA-MESO/CUACE CW化学天气耦合模式是自主研发的大气化学耦合模式， 目前CMA-MESO/CUACE CW 3DVar同化系统实现了地面气溶胶观测可吸入颗粒物PM2.5和PM10的同化， 为增强耦合同化系统非常规观测的同化能力， 文中在CMA-MESO大气化学天气耦合三维变分同化框架基础上， 利用查表法获得气溶胶消光系数， 然后建立气溶胶光学厚度（Aerosol Optical Depth， AOD）和气溶胶组分之间关系的观测算子、 切线性观测算子和伴随观测算子， 实现AOD观测资料的同化应用。针对2016年12月18 -20日华北、 黄淮地区一次污染天气过程进行同化预报试验， 试验结果表明同化葵花-8卫星（Himawari-8）气溶胶光学厚度观测后， PM2.5分析的重污染区范围有所扩大， 山西东南部分析与实况分布更为接近， 但是山东大部地区PM2.5分析偏强， 与观测相比PM2.5质量浓度存在高估。同时同化Himawari-8 AOD观测和地面气溶胶站点观测的PM2.5分析最优， 分析与观测距平相关系数最高， 平均偏差、 均方根误差及标准差最小。重污染区的PM2.5预报检验结果表明， 同化Himawari-8 AOD观测对大于350 μg·m-3量级PM2.5预报正贡献可以持续到48 h， 但整体来说， 同时同化Himawari-8 AOD观测和地面气溶胶站点观测对各个量级的PM2.5质量浓度预报质量最优。

来源：2024年第5期

《高原气象》期刊编辑部

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