1、密級(jí)：中國科學(xué)院大學(xué)UniversityofChineseAcademyofSciences博士學(xué)位論文資料同化在臺(tái)風(fēng)數(shù)值預(yù)報(bào)中的應(yīng)用研究作者姓名：麴盍娟指導(dǎo)教師：蒸世墼班宜雖王壅瞳班究雖學(xué)位類別：理堂簋學(xué)科專業(yè)：毖壟注注堂研究所：史國整堂院直蓬連注班宜匱二零一四年五月摘要資料同化在臺(tái)風(fēng)數(shù)值預(yù)報(bào)中的應(yīng)用研究摘要臺(tái)風(fēng)作為最具破壞力的自然災(zāi)害之一，嚴(yán)重地影響著我國沿海地區(qū)人們的生產(chǎn)和生活，如何提高當(dāng)前臺(tái)風(fēng)的預(yù)報(bào)精度一直是海洋、氣象學(xué)家們所關(guān)

2、注的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。近年來，隨著數(shù)學(xué)方法、計(jì)算機(jī)及衛(wèi)星觀測(cè)等技術(shù)的不斷發(fā)展，資料同化在臺(tái)風(fēng)數(shù)值預(yù)報(bào)中的作用越來越受到研究人員及預(yù)報(bào)員的重視。為此，本文以WRF模式為動(dòng)力框架，針對(duì)臺(tái)風(fēng)資料同化中的關(guān)鍵問題，通過大量臺(tái)風(fēng)個(gè)例，研究了如何利用資料同化技術(shù)提高臺(tái)風(fēng)路徑和強(qiáng)度的預(yù)報(bào)精度，為臺(tái)風(fēng)業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)提供新的思路與手段。由于背景場(chǎng)誤差協(xié)方差在資料同化中起著至關(guān)重要的作用，決定了資料同化的效果和質(zhì)量，因而本文首先利用系統(tǒng)自帶的NMC方法統(tǒng)計(jì)了對(duì)應(yīng)本

3、文研究區(qū)域和模式參數(shù)設(shè)置的背景場(chǎng)誤差協(xié)方差。通過對(duì)其統(tǒng)計(jì)量特征進(jìn)行分析，并將其應(yīng)用于單點(diǎn)理想試驗(yàn)和臺(tái)風(fēng)數(shù)值模擬試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果表明所估算的B矩陣相對(duì)于系統(tǒng)自帶的通用B矩陣更合理有效，因而同化效率更高，使模式對(duì)臺(tái)風(fēng)的預(yù)報(bào)效果改進(jìn)更明顯。大尺度環(huán)境流場(chǎng)是影響臺(tái)風(fēng)運(yùn)動(dòng)的主要因素之一。全球模式通過傳統(tǒng)的嵌套方法為區(qū)域數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式提供邊界條件，其信息從邊界傳入時(shí)由于插值和波反射等原因會(huì)受到限制和歪曲，因而造成區(qū)域模式中大尺度信息失真問題?！?/p>

4、選尺度資料同化”(ScaleselectiveDataAssimilationSSDA)方法克服了區(qū)域模式由于邊界帶來的大尺度信息失真問題，利用全球模式的大尺度信息來對(duì)區(qū)域模式中的大尺度信息進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)允許區(qū)域模式中的小尺度信息自由發(fā)展。將該方法應(yīng)用于臺(tái)風(fēng)“鲇魚”(Megi)的預(yù)報(bào)研究表明：SSDA方法利用GFS全球預(yù)報(bào)的大尺度風(fēng)場(chǎng)來對(duì)區(qū)域模式中的相應(yīng)成分進(jìn)行調(diào)整，一方面通過改善模式對(duì)大尺度環(huán)境流場(chǎng)及臺(tái)風(fēng)內(nèi)部不對(duì)稱結(jié)構(gòu)的模擬，提高了模