正则化方法同化多普勒天气雷达资料及对降雨预报的影响  被引量:6

Regularization method of assimilating Doppler radar data and its influence on precipitation forecast

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作  者:赵延来[1] 黄思训[1] 杜华栋[1] 仲跻芹[2] 

机构地区:[1]中国人民解放军理工大学气象学院,南京211101 [2]中国气象局北京城市气象研究所,北京100089

出  处:《物理学报》2011年第7期875-886,共12页Acta Physica Sinica

基  金:国家科技支撑计划(批准号:2008BAC37B03)资助的课题~~

摘  要:基于三维变分同化(3DVAR)的思想,提出一种适用于多普勒天气雷达资料直接同化的正则化方法.从寻求Yo=H(X)带有偏差δ的极小模解出发,引入正则化思想,并给出与3DVAR方案不同的新代价函数.针对2008年8月14日发生在北京地区的一次局地暴雨过程,设计了一组数值试验,并采用L曲线准则后验选取最优正则化参数.数值结果表明:正则化方法和3DVAR方案均能有效同化多普勒雷达资料,雷达径向速度的同化效果明显好于反射率因子;正则化参数取值越小,分析场增量越明显,同化进入初始场的中小尺度信息越多,分析场与观测场越接近;同化得到的分析场,能够在一定程度上缩短模式起转调整时间,提高短期降雨预报的准确率,其中最优选取正则化参数的同化试验能够延长雷达资料同化时效,进一步改善降雨预报效果,合理雨区雨带分布,相应得到的TS评分也更高.A new regularization method is proposed to directly assimilate Doppler radar data into mesoscale numerical weather forecast based on the traditional 3DVAR. For seeking the minimum module solution of the γ = H(X) with bias δ , the regularization method is adopted and leads to a new cost function. A group of experiments were designed to study the case of a locally strong rainstorm occurred in Beijing area on August 14, 2008. The L-curve principle is used to determine the optimal regularization parameter and the result is a = 0. 1. Numerical results demonstrate that both regularization method and 3DVAR scheme can efficiently assimilate the Doppler radar data, and that the improved initial condition can alleviate the spin-up phenomenon and improve the nowcasting precipitation forecast. However, when an optimal regularization parameter is choser, better improvement, more accurate precipitation forecast and higher TS score are expected.

关 键 词:多普勒雷达资料 正则化 3DVAR 降雨预报 

分 类 号:P412.25[天文地球—大气科学及气象学] P457.6

 

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