温湿统计平衡约束关系对GRAPES全球湿度分析的作用

• 作者: 王瑞春 郝民 龚建东
• 来源期刊: 气象学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 变分资料同化 背景误差协方差 温湿平衡约束 拟相对湿度
• 年，卷（期）: 2016,（3）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 380-396
• 页数: 17页
• 分类号: P456
• 字数: 12638字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11676/qxxb2016.035

摘要

为改进GRAPES全球三维变分同化系统(GRAPES-3DVar)的湿度分析,借鉴Hólm等(2002)的思想,在背景误差协方差结构中引入湿度与温度的统计平衡约束关系.通过扣除湿度变化中与温度有关的平衡部分获取非平衡拟相对湿度,并引入非线性对称变换对其做标准化处理,将处理后的变量作为新的湿度控制变量.统计结果表明,温湿统计平衡约束主要出现在中高纬度对流层中层相对湿度大于80％的区域,与大尺度抬升凝结加热有关;新的湿度控制变量能满足无偏、高斯分布特征.单点理想观测试验结果表明,新的湿度分析具备了流依赖特征,并能有效地抑制负水汽与超饱和水汽的出现.同化循环与预报试验结果表明,新方案给出的湿度分析的偏差和均方根误差均有所减小.而针对降水预报的检验结果表明,引入新方案后的0.1-10 mm降水预报,在ETS评分没有显著降低的情况下,BIAS评分更靠近1,降水空报有所减缓.然而60-84 h的25 mm以上的降水漏报现象更为明显,表明湿度同化分析方案还有改进空间.通过引入温湿统计平衡约束关系,完善了GRAPES-3DVar分析框架,为全球湿度分析的持续改进奠定了坚实基础.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	龚建东		31	575	16.0	23.0
3	郝民		11	114	6.0	10.0
9	王瑞春		8	19	3.0	4.0