大数跨境
0
0

青果期刊 | 兰州大学:FY-4A/3D卫星资料同化技术显著提升高影响天气预报能力

青果期刊 | 兰州大学:FY-4A/3D卫星资料同化技术显著提升高影响天气预报能力 青研之家
2025-10-23
0
导读:兰州大学博士研究生解潜、杨毅教授等近期发表标题为《FY-4A GIIRS全天空亮度温度的同化及其对台风的预测》的文章。




研究概要:
    高影响天气系统如台风和极地低压因其破坏性强、预报难度大,一直是数值天气预报的重点和难点。传统数值模式在预报这类系统时往往受限于初始场质量和观测资料的时空分辨率。如何充分利用我国风云卫星的高时空分辨率观测数据,特别是云区等复杂环境下的观测信息,成为提升高影响天气预报能力的关键技术突破点。该研究基于WRF和Polar WRF模式,采用WRFDA三维变分同化方法,以2020年双台风“美莎克”和“海神”以及2020-2021年北极地区极地低压过程为典型个例,系统性地发展了多传感器的精细化同化方案。

    研究结果表明:FY-4A GIIRS 15分钟高频晴空资料的同化应用,显著改善了台风热力结构刻画,使台风暖核特征更为准确,降低了台风登陆降水的湿偏差。更重要的是,研究突破了云区观测同化的技术瓶颈,创新性地开发了FY-4A GIIRS全天空同化方案,该方案通过构建动态观测误差模型,成功实现了对台风云区观测信息的有效利用,亮温模拟更加准确,台风路径预报误差降低约7.81%,大阈值强降水的ETS评分提高约9.97%。针对北极地区特殊环境,该研究还建立了适用于FY-3D MWHS-Ⅱ的极地低压晴空同化预报方案,该方案显著改善了极地低压的路径和强度预报,平均路径误差减少约15.42%,能够准确再现极地低压形成的关键特征,包括850hPa螺旋状相对涡度场、海表与中层大气的显著温差以及位涡垂直传播过程。该系列研究构建了从中纬度到极地、从晴空到全天空的卫星资料同化技术体系,验证了我国风云卫星在高影响天气监测预报中的优越性能,为气象防灾减灾能力建设提供了重要技术支撑。未来,该技术体系有望进一步应用于其他高影响天气事件的预报中。


预报24小时(a-d)观测,(e-h)同化常规观测CTL,(i-l)葵花8号云导风HM8和(m-p)晴空FY-4A GIIRS的H8F4三组同化试验逐3小时累积降水量(填色,单位:mm)的空间分布


2020年9月2日00:00-01:00时(a-c)FY-4A GIIRS观测,(d-f)晴空CSKY和(g-i)全空ASKY两组试验模拟的通道4,16和29亮温(单位:K)的水平分布




核心PI




杨毅

兰州大学
大气科学学院

简介:
杨毅,兰州大学大气科学学院教授,副院长,博士生导师。2007年毕业于兰州大学大气科学学院获博士学位,随后留校任教担任讲师,2008年去往美国俄克拉荷马大学CAPS作访问学者,2010年聘为副教授,2015年聘为教授,2017年去往美国俄克拉荷马大学CIMMS作访问学者。曾获甘肃省气象学会首届青年优秀科技论文一等奖、教育部自然科学奖二等奖、首批甘肃省陇原青年英才、甘肃省科技进步奖三等奖、全国气象教学名师等荣誉


研究及招生方向:

1、数据资料同化

2、数值天气预报

3、短期气候预测


主要科研项目:

1、主持甘肃省科学技术协会2023年创新驱动助力工程项目重点项目:多源观测资料同化技术与CALMET降尺度方法对新能源近地层风速预测的改进研究(GXH20230817-7,2023.08-2024.08);

2、主持国家自然科学基金:数值模拟研究下垫面增植和人为碳减排对中国陆地区域“碳中和”的影响(No.42275162, 2023.01-2026.12, 55万元);

3、主持中国气象局地球系统数值预报中心项目:CMA-GFS同化系统效果评估及利用双偏振雷达改进云分析系统(2022.12-2023.12,80万元);

4、主持中国气象局地球系统数值预报中心项目:天气雷达反射率直接同化子系统(2022.06-2023.06,55.5万元);

5、主持国家气象中心项目:气象雷达资料数值预报应用系统建设(二期第二年)径向风同化子系统项目(2021.09-2022.09,99.22万);

6、主持国家气象中心项目:气象雷达资料数值预报应用系统建设(二期第一年)径向风同化子系统项目(2020.06-2021.06,80万);


文章信息:


上述研究成果发表于国际权威期刊《IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing》。兰州大学大气科学学院博士研究生解潜为文章第一作者,杨毅教授及中国气象局沈阳大气物理研究所李得勤研究员为文章通讯作者。研究工作得到了国家自然科学基金,国家重点研发计划项目以及兰州大学“中央高校基本科研业务费专项资金”优秀研究生创新项目等资助


论文发表:

Xie, Q., Li, D.Q.*, Yang, Y.*, Zhao, Y.H., Li, H., Zhu, S.J., Pan, X. Exploring the Assimilation of All-Sky FY-4A GIIRS Brightness Temperatures and Its Forecasts for Binary Typhoon[J]. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing.


点击文末“阅读原文”可查看相关原文。














青研有你  知新无他  感谢大家的关注~

【声明】内容源于网络
0
0
青研之家
青研之家是一个有趣的、开放的、有技术含量的共享平台,是所有新一代青年研究员、青年学者分享知识、创造灵感的网络社区。
内容 465
粉丝 0
青研之家 青研之家是一个有趣的、开放的、有技术含量的共享平台,是所有新一代青年研究员、青年学者分享知识、创造灵感的网络社区。
总阅读354
粉丝0
内容465