日本再分析资料介绍

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1、日本再分析资料介绍1概述“再分析”过程，是利用最先进的数值天气预报资料同化系统，给出过去几十年高度一致性的全球客观分析资料，也即过去相当长时间四维地球大气层数字化、格点化场资料。利用这样的资料可以在过去天气演变数字化的“现实”中，开展各种模式试验和诊断分析，对不同的模拟工具进行对比等。从20世纪末开始，各国开展资料同化的水平如何，实际上在很大程度上决定着数值气象预报的水平。基于对再分析数据库独具的功能和迫切需求，以及对再分析数据库的质量和资料同化技术之间重要依存关系的认识，2001年开始，日本气象厅（JapanMeteoro

2、logicalAgency，JMA）和日本电子能源工业中央研究所（CentralResearchInstituteofElectricPowerIndustryCRIEPI）及一些研究机构和大学合作开展了日本25年再分析资料数[1]据集(JapaneseRe-Analysis25years，JRA-25)的研发。该数据集提供了包括温度、位势高度、相对湿度等100个多个气象学变量。日本气象厅的25年再分析计划中给出了JRA-[2]25再分析系统的流程示意图。JRA-25数据集的时间范围为1979年1月1日至今，包括日值和月值两

3、部分，其水平分辨率为120km，模式顶高度约50km。JRA-25再分析系统每天实时输出等压面坐标、混合sigma坐标和等熵面坐标的再分析产品和预报产品的定时值和月值产品，以及一些物理诊断场资料和雪深分析的定时值和月值产品，包含了位势高度、气温等一百多个要素类型。用户可[3]以从日本气象厅的网页上或者Kazutoshi等人2007年发表的文章中获取详细的产品信息。本文仅对JRA-25数据集使用的观测资料、质量控制方法、数据同化和预报模型以及数据集的评估结果等方面进行了简要介绍。2观探测资料和质量控制JRA-25使用的观探测资

4、料包括常规资料、卫星和遥感资料两部分。正是由于JRA-25的同化系统中使用了其它再分析资料未曾使用的气象数据，JRA-25对东亚地区和热带地区的分析效果相对较好。图1给出了JRA-25使用的观探测资料及各类观探测资料的资料来源和[3]使用时间范围。JRA-25的再分析系统针对不同资料采用了不同的质量控制方法，主要包括如下几个方面：[3]（1）Blacklist：通过观测资料分析，JRA-25再分析系统将资料质量不符合要求的测站纳入黑名单中，并通过自动检查和更新系统对所有测站资料进行实时监测。黑名单中的测站，如果新观测资料的稳

5、定性符合特定要求，将重新纳入同化系统中；反之，黑名单外资料稳定性不符合特定要求的测站，将被增加到黑名单中。这种方法用于对常规资料和卫星探测风场的质量控制，以及TOVS和ATOVS资料的质量控制。（2）对所有资料实施气候极值检查（3）对船舶、移动浮标和飞机资料进行轨迹检查（4）对地面天气观测报告和船舶资料进行一致性检查（5）对探空资料进行了探空仪器的误差订正以及气温和风场的垂直一致性检查。（6）对TOVS和ATOVS资料进行了误差订正和一维变分处理（7）对常规观测和卫星反演风场进行了重大误差检验和空间一致性检查（动力学质量控制

6、）（8）对电子散射记探测获取的海表风场进行整体质量控制（GroupQC），具体方法可参[4]考NomuraandTahara（1997）提供的说明。（9）对SSM/I（特种传感器微波图像）资料进行质量检查。（10）对部分卫星探测反演的风场进行了垂直层次的重新订正。图1JRA-25使用的观测资料3数据同化和预报模型JRA-25中，系统采用6小时的预报场作为模式的初始场不停的进行数据同化循环和分析，构成了JRA-25的数据同化系统和预报模型。模式水平分辨率为1.125°，水平格点数为320×160，垂直层次为40层，模式顶为0.

7、4hPa。模式采用了三维变分同化方法，同化变量包括温度、风场、相对湿度、模式面的地面气压、辐射亮温（TOVS/ATOVS）以及可降水量（SSM/I）等变量，地面分析则采用了2维OI分析方法，对温度、风场和相对湿度进行分析。[3]KazutoshiOnogi等（2007）对JRA-25预报模式的动力框架、对流参数化方案、云微物理过程、辐射方案、地面湍流通量和垂直扩散计算、重力波拖曳处理、陆面过程等进行了详细的介绍，在此不进行具体阐述。4JRA-25数据集评估KazutoshiOnogi等（2007）从降水和热带可降水量、亚洲夏

8、季风、亚热带的海上层积云、热带气旋、土壤湿度、平流层准两年振荡、地表温度、气温、和探空的对比效果、雪深预报评分等多方面对JRA-25再分析资料的效果进行了评估和说明。由于篇幅所限，本文仅给JRA-25在降水分析、热带气旋模拟效果以及和ERA-40的25年全球气温变化对比分析等方面进行简要介