第八届全国城市气象学术论坛

109 / 2021-08-30 14:54:45

地面资料同化方案及地面风速预报偏差订正方案的研究与应用

地面自动站 数值模式 资料同化 偏差订正

      为了改善地面自动气象站观测数据在区域数值预报系统中的同化应用效果，提高数值模式的预报性能，对地面资料同化方案中温度和风速订正方案进行改进，形成地面资料同化更新方案。通过考虑地形高度差异对同化效果的影响，调整同化方案中地面要素由实际地形高度订正到模式高度的同化订正方案，提升地面观测温度及风速订正值的合理性。并进一步分析了2017 年7 月5 日个例试验结果及2017 年7 月整月的批量试验，发现相比于使用原方案同化后的预报效果，选取更新方案同化地面自动气象站观测资料的模式预报效果在前9 h 温度和风速的预报误差明显降低，且在24 h 预报时效内更新方案对于模式预报均起到改善作用。

     因模式地形未解析导致地面观测站的观测高度和插值后对应点的模式高度存在差异，而模式预报的地面10m风速是基于模式地形高度的诊断量，由于地形差的影响，模式风速度预报值与实际观测值存在差异。Monin-Obukhov相似理论表明近地面气象要素的垂直变化符合一定规律，即不同高度的风速比值为高度和大气稳定度的函数。大气稳定度可以通过模式背景场计算得出，因此可以将模式预报的地面10m风速由模式地形订正到实际地形上，减小地形差异带来的预报误差。