加密探空与地面自动气象站资料同化对北京地区边界层数值模拟改善研究OA北大核心

利用2016年8月28日至9月2日在北京市宝联、朝阳、大兴站获得的逐3 h加密探空资料与逐1 h的地面自动气象站资料,基于WRF模式与WRFDA三维变分同化系统,分别进行仅同化加密探空资料(S-DA)、仅同化地面自动气象站资料(A-DA)以及同时同化以上两种资料(M-DA)的同化试验,研究三组资料同化方案对北京地区边界层数值模拟的改善影响。结果表明:垂直方向上,加密探空资料对于改善模拟结果起核心作用,可使边界层范围内温度、相对湿度、风速的均方根误差分别减少65%、61%、22%。地面自动气象站资料对垂直方向的模拟结果亦有贡献,但改善力度小、影响范围低。M-DA试验与S-DA试验结果相仿。水平方向上,地面自动气象站资料的改善作用主要体现在影响范围广,加密探空资料改善力度较强,然而影响范围小。M-DA试验综合两种资料的优势,可使模拟结果更接近观测结果。同化时效性方面,同化试验对边界层内热力状态的改善影响时间较长,对湿度状态与动力结构的改善影响时间较短,其中M-DA试验对热力状态的改善影响最多可延长至预报6 h,对湿度与动力结构的改善影响最多可延长至预报3 h。综上,同时同化加密探空与地面自动气象站资料要比单独同化任一资料的效果更好,两种资料在同化后可以相互补充各自的不足,能较强地改善模式的初始场,从而在一定程度上提高边界层模拟结果的准确度。