气象卫星遥感资料同化及其在数值预报中的应用

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1、气象卫星遥感资料同化及其在数值预报中的应用王恬兰州大学大气科学学院兰州730000摘要卫星作为一种非常规的探测方式，其出现在各个领域均发挥了巨大的作用，同样在大气科学领域也占据了无法替代的地位。卫星资料大大丰富了气象观测的内容和范围，成为数值天气预报初始场的重要信息来源。目前各个主要天气预报中心的全球资料同化系统所采用的观测资料中，就数量而言卫星资料超过了90%。把气象卫星探测的大气状态参数同化到数值预报模式中已经成为弥补常规探测资料不足、提高数值模式预报精度的重要手段。文章介绍了卫星遥感资料的同化以及在数值天气预报中应用的基本情况,并

2、简要介绍了NWPSAF开发的直接同化的快速辐射传输模型RTTOV。关键词：气象卫星，辐射传输，资料同化，RTTOV，数值预报ABSTRACTSatellitesasanunconventionalformofdetection,itappearseinvariousfieldshaveplayedagreatrole,alsointhefieldofatmosphericsciencehasoccupiedthepositioncannotbereplaced.Satellitedatahavegreatlyenrichedthecon

3、tentandscopeofmeteorologicalobservations,becameimportantsourcesofinformationoftheinitialfieldofnumericalweatherprediction.Atpresentallmajorweatherforecastingcentreintheobservationdatausingtheglobaldataassimilationsystem,numberofsatellitedataformorethan90%.Atmospherestate

4、parameterdetectionofmeteorologicalsatellitedataassimilationinnumericalweatherpredictionmodelhasbecomeamakeupfortheroutinedetectionofinsufficientinformation,importantmeansofimprovingtheprecisionofnumericalmodelpredictions.Thearticleismainlyabouttheassimilationofsatelliter

5、emotesensingdataandthebasicconditionsofapplicationofnumericalweatherprediction.AndalsobrieflyintroducestheNWPSAFdevelopmentofdirectassimilationoftheRTTOVfastradiativetransfermodel.1.引言数值天气预报(NWP)不是精确的初值问题，决定数值天气预报准确率的两个主要因素是数值模式本身的完善程度和数值模式初始场的准确程度。因此，提高数值预报水平的途径一般有两个，一是

6、改进模式物理过程，二是改进模式初始场。目前，在数值预报模式不断趋于完善的情况下，模式初始场的准确程度对数值天气预报水平的提高显得尤为重要，能否为数值预报模式提供准确、协调的模式初始分析场成了现代数值天气预报成功与否的关键。数值模式的初始场是由观测资料提供的。目前的观测资料由常规观测资料(主要为地面测站资料、无线电探空资料)和非常规探测资料(如雷达资料、卫星辐射率资料)构成。常规资料存在着时间取样不连续、空间分布不均匀、覆盖范围不完整等问题，而卫星资料由于具有空间覆盖广、时间分作者简介：王恬，女，1988年生，大气物理学与大气环境专业20

7、11级硕士导师张述文，研究方向气象卫星资料同化辨率高、水平分辨率高、资料一致性好、经济效益高的优势而在数值预报中的应用日益受到重视。但是卫星资料最大的不足是它的探测量一般不是模式变量，而是辐射率，与温度、湿度等模式变量之间的关系是非线性的，无法为数值模式直接使用，因此卫星资料的同化具有一定的难度。而气象资料同化的目的就是从这些观测资料中尽可能多的提取出有用信息，为模式提供一个在动力和热力上相协调的最优初始场。所以，气象卫星资料的同化研究具有重要的意义，已成为数值天气预报研究中的一个热点问题。2.气象卫星遥感原理近年来，大气探测技术取得了

8、显著的发展。气象卫星作为大气探测技术中的一种新兴技术，近年来也获得了较快的发展。目前，气象卫星已经成为地球大气探测系统中的主要成员和制作全球天气预报必不可少的大气遥感的关键技术。一般大气遥感可以分为主动式遥