摘要：在同化系统中使用更合理的背景误差协方差对于得到更良好的同化效果至关重要。首先采用NMC方法针对中国区域构建更适合WRF-ARW区域预报系统的B矩阵,并对比分析了其与GSI同化系统预设的NCEP预报系统的B矩阵在分析变量间的平衡关系、分析控制变量的标准差、水平和垂直特征尺度等方面的特征差异。参照这些特征差异设计单点观测试验、背景误差协方差调优参数敏感性试验,确定针对中国区域构建B矩阵的最佳调优参数。并讨论其对一次季风低压强降水天气过程的循环同化和预报效果的影响。结果表明,采用最佳调优参数使用针对中国区域构建B矩阵的试验(Sen6)对V风分量场和相对湿度场的预报性能改进显著,同时也引出了GSI同化系统背景误差协方差参数调优(尤其是水平特征尺度参数调整)的两难问题。在此基础上,采用Hybrid同化方法使用针对中国区域构建B矩阵的循环同化试验(Hyb3)可以进一步改善预报效果,并在一定程度上修正个例模拟雨带的位置。

摘要：基于WRF模式和GSI同化系统,构建了一套同化预报系统,研究常见的两种同化方法3DVar(threedimensional variational)和3DEnVar(three-dimensional ensemble-variational)的应用,开展不同的嵌套区域采用不同的同化方法对模式预报效果的影响研究。基于本系统,分别设计三组试验,评估不同的同化方案对2019年8月第11号台风“白鹿”在华南地区造成强降水的模式预报和分析同化效果。个例试验结果表明:在双层嵌套模式中,两层均采用3DVar同化方法的试验对“白鹿”登陆前后所带来的小雨、中雨量级降水落区的模拟存在优势;而两层均采用3DEnVar同化方法的试验则对强降水落区和强度预报把握度更好,特别是对暴雨、大暴雨等强降水事件中心位置的模拟与实况更接近,且降水评分最优。此外,3DEnVar同化方法所构建的背景误差协方差具有明显的流依赖特性,并且对形成强降水的相关气象要素场包括垂直风场、温度场和湿度场的预报中均有较好的表现。