静止气象卫星大气廓线目标观测及在高影响天气预报中的影响  

作　　者：韩威[1,4] 尹若莹 李俊[2] 刘永柱[1,4] 王金成[1,4] 李永辉 秦晓昊 张志清 沈学顺[1,4] 

机构地区：[1]中国气象局地球系统数值预报中心,北京100081 [2]国家卫星气象中心,北京100081 [3]中国科学院大气物理研究所,大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室,北京100029 [4]灾害天气国家重点实验室,北京100081 [5]中国科学院大学,北京101408

出　　处：《中国科学:地球科学》2025年第4期991-1005,共15页Scientia Sinica(Terrae)

基　　金：国家自然科学基金项目(42075155、42205158);中国气象局风云卫星应用先行计划项目(FY-APP-2021.0204)资助。

摘　　要：对高影响天气预警预报而言,针对天气敏感区进行高时间频次的大气温湿度廓线目标观测比常规观测更具价值.条件非线性最优扰动方法和线性奇异向量方法可用于确定目标观测敏感区,而静止气象卫星上搭载的红外高光谱大气探测仪则能够在这些敏感区进行目标观测.我国风云四号系列静止卫星红外高光谱探测仪(GIIRS)能够在可能发生恶劣天气的目标区实现频次高达15min的连续观测,针对敏感区调整观测模式,获取超高时间频次的观测数据,为目标观测提供了前所未有的机遇.高时间分辨率的观测不仅能够提供三维大气热力场结构,还可以通过追踪水汽的移动获取三维大气动力场信息.此外,高频次晴空辐射率的时变信息还可以提高大气廓线反演精度和资料同化效果,从而提升高影响天气预报能力并改进数值预报技巧.本文讨论了风云四号A星和B星上GIIRS目标观测在高影响天气预报中的应用,重点利用中国气象局全球四维变分同化预报系统(CMA-GFS),在实时业务环境下进行GIIRS同化,并在多个台风案例中分析GIIRS目标观测对预报的影响.同时,比较了条件非线性最优扰动方法和线性奇异向量方法在识别敏感区方面的差异.研究结果表明,高时间分辨率的观测能够改进台风预报,并且更高的观测频次对台风预报效果更佳,论证了风云四号静止卫星系列GIIRS目标观测在高影响天气预报中的重要价值,为国际上正在发展的新一代静止气象卫星大气探测系统的应用提供了新的思路.

关 键 词：目标观测 GIIRS 资料同化 高时间分辨率 THORPEX 

分 类 号：P412.2[天文地球—大气科学及气象学]