多源观测数据在LAPS三维云量场分析中的应用.pdf

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1、第２２卷第１期应用气象学报Ｖｏｌ．２２，Ｎｏ．１２０１１年２月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＡＰＰＬＩＥＤＭＥＴＥＯＲＯＬＯＧＩＣＡＬＳＣＩＥＮＣＥＦｅｂｒｕａｒｙ２０１１刘瑞霞，陈洪滨，师春香，等．多源观测数据在ＬＡＰＳ三维云量场分析中的应用．应用气象学报，２０１１，２２（１）：１２３１２８．多源观测数据在犔犃犘犛三维云量场分析中的应用刘瑞霞１）２）３）１）２）３）３）陈洪滨师春香张晓虎１）（中国科学院大气物理研究所中层大气与全球环境观测实验室，北京１０００２９）２）（中国科学院研究生院，北京１０００４９）３）（中国气象局中国遥感

2、卫星辐射测量和定标重点开放实验室国家卫星气象中心，北京１０００８１）摘要该文将我国ＦＹ２Ｃ气象卫星通道数据、地面观测数据、雷达数据融合进入ＬＡＰＳ（ＬｏｃａｌＡｎａｌｙｓｉｓＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）三维数据分析系统中，获得了三维云量场分布，并采用北京地区２００９年１１月９日０８：００（北京时，下同）和华南地区２００８年６月１２日１４：００个例，设计了５种试验对ＬＡＰＳ融合的云量场进行分析。结果表明：ＬＡＰＳ云分析中，地面观测对云底结构起主要订正作用，雷达观测对云中、低部信息起主要订正作用，而卫星云图数据对云顶分布

3、订正效果显著，卫星资料是获得客观三维云量场不可或缺的数据。关键词：三维云量场分析；ＬＡＰＳ；多源数据［１３］等在模式初始场中增加云变量，热启动模式也降引言低了模式ｓｐｉｎｕｐ现象。国内多个单位引进了ＬＡＰＳ系统并本地化，开展了三维数据融合及数值［１４１５］２０世纪９０年代初，数值预报模式多半提供绝模式热启动相关研究。然而对于ＬＡＰＳ中融合热的初始条件，即冷启动。冷启动时，由于在非平衡卫星云图进行云分析的应用仍较少，因此本研究将初值或扰动条件下，模式要进行调整进而达到平衡卫星云图资料融合进入ＬＡＰＳ，并对加入卫星资料态，必

4、须经过模式的起转过程即ｓｐｉｎｕｐ问题。为了以后的云分析与融合其他数据（雷达、地面）的云分解决这个问题，科学家开始采用非绝热初始化方法，析效果进行对比，探讨各种资料在ＬＡＰＳ三维云量即热启动。这种情况下，ＮＯＡＡ（ＮａｔｉｏｎａｌＯｃｅａｎｉｃ场融合中的作用。ａｎｄＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ）下属ＥＳＲＬ（ＥａｒｔｈＳｙｓｔｅｍＲｅｓｅａｒｃｈＬａｂｏｒａｔｏｒｙ）发展了ＬＡＰＳ１ＬＡＰＳ及ＬＡＰＳ云分析方案简介（ＬｏｃａｌＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）系统，其中的云分析模

5、块可以融合多种观测数据，得到高分辨ＬＡＰＳ是ＮＯＡＡ下属ＥＳＲＬ发展的三维数据［１］率三维云场提供模式热启动使用。其他一些机构分析系统，它融合模式背景场、地基、空基等多种观也发展了类似的数据融合系统，如ＡＲＰＳ（ｔｈｅＡｄ测数据获得高分辨率风、温、压、湿、云等大气参［２］［１５］ｖａｎｃｅｄＲｅｇｉｏｎａｌＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ），ＲＵＣ（Ｒａｐｉｄ数。三维云分析是ＬＡＰＳ最有特色的部分，云分［３］ＵｐｄａｔｅＣｙｃｌｅ）等，并应用于数值预报模式初始场析主要采用了逐步订正方案，具体算法见文献的个例中，证明了云分析

6、减少了模式初始运行中的［１２］，获得的云参数包括三维云量场、大气柱云量、［４９］ｓｐｉｎｕｐ问题。云底高度、云顶高度等，产生的三维云量场用于国内也开展了云分析及模式热启动方面的研ＬＡＰＳ中其他云物理参数如云水含量、云冰含量、云［１０］［１１］［１２］究，鄢俊一等、李永平等、施丽娟等、管成功分类等的计算。２０１００１１４收到，２０１０１０２０收到再改稿。资助项目：国家自然科学基金项目（４０９０５０１５），中国气象局局校合作小型建设项目（２２００５０８），中国气象局气象新技术推广项目（ＣＭＡＴＧ２００８Ｚ０８，ＣＭ

7、ＡＴＧ２００８Ｚ０４）Ｅｍａｉｌ：ｌｉｕｒｘ＠ｃｍａ．ｇｏｖ．ｃｎ１２４应用气象学报第２２卷ＬＡＰＳ云分析模块保留ＬＡＰＳ原有输入、输出２个例选取及资料说明接口。其中背景场数据、地面观测、探空观测及雷达数据的输入主要采用文献［１５］的方法。本研究将本文选取北京地区２００９年１１月９日０８：００ＦＹ２Ｃ气象卫星数据融合进入ＬＡＰＳ云分析中，（北京时，下同）和华南地区２００８年６月１２日１４：００ＬＡＰＳ原有卫星数据格式与ＦＹ２Ｃ不同，因此卫星两个个例，分析了融合各种资料后在ＬＡＰＳ云分析数据融合部分做了较大改动。首先将

8、卫星各通道数中的效果。北京地区研究区域为３９．３°～４０．３°Ｎ，据提取出来，进行插值及边缘平滑处理、太阳高度角１１５．５°～１１７．５°Ｅ，研究时段内天气为阴、有雪；华南订正，最后按照ＬＡＰＳ需要的格式将卫星资料投影地区研究区域为１４°～３２°Ｎ，１０２°～１２３°Ｅ，研究时段到ＬＡＰＳ