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云分辨尺度下一种综合调整水物质含量的闪电资料同化方法

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气象学报 2017年第3期75卷 442-459页

作者：陈志雄郄秀书田野王东方袁善锋中国科学院大气物理研究所中层大气与全球环境探测重点实验室北京100029 中国科学院大学北京100049

在直接调整水汽含量(称为F12)和直接调整冰相粒子浓度(称为Q14)两种闪电资料同化方法的基础上,提出了一种综合调整冰相粒子浓度和水汽含量(称为C17)的闪电资料同化方法,选取一次具有完整闪电观测资料(云闪加地闪)的飑线过程,利用WRF在... 详细信息

在直接调整水汽含量(称为F12)和直接调整冰相粒子浓度(称为Q14)两种闪电资料同化方法的基础上,提出了一种综合调整冰相粒子浓度和水汽含量(称为C17)的闪电资料同化方法,选取一次具有完整闪电观测资料(云闪加地闪)的飑线过程,利用WRF在云分辨尺度进行数值模拟,详细比较了3种闪电资料同化方法的模拟结果。与不进行闪电资料同化的控制试验相比,闪电资料同化试验明显改进了模式对流活动的模拟能力,但是不同同化方法有所差异。在同化时段内,F12方法中回波强度较小,形成大范围层云区,回波中心比实测偏向下游;Q14方法回波强度和落区同实测最为接近,但是对层云区的模拟无明显改进;C17方法综合了F12和Q14方法的优势,与F12方法相比,回波强度增大,落区更加接近实测,层云区面积扩大。同化结束后,F12方法冷池有所增强,雨区向东北方向延伸,但是强度较弱,形成大范围的弱降水区,同化正面效果保持最久;Q14方法低层大气偏干,地表冷池偏强,对流系统迅速移动并衰减,降水区域比实测偏南,同化正面效果消失较快;C17方法冷池范围和强度与实际观测最为接近,降水较F12方法增强,模拟出的飑线形态得到调整,模拟出了实测中的另一降水中心,同化正面效果保持时间延长。

关键词：闪电资料同化 WRF 临近预报飑线

安徽省一次强对流降水过程闪电资料同化数值模拟试验

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气象与环境科学 2021年第6期44卷 30-39页

作者：刘辉章昊字俣丞麦立王京景李志国网安徽省电力有限公司合肥230000 中国科学院大气物理研究所北京100029 安徽继远软件有限公司合肥230000

利用闪电定位资料、安徽电网地面微气象观测资料、探空资料和WRF中尺度数值模式及其3DVAR资料同化系统,对2020年6月15日安徽地区一次强对流降水过程进行同化模拟,分别设计了由闪电、地面和探空资料组成的同化对比试验,分析了闪电资料同... 详细信息

利用闪电定位资料、安徽电网地面微气象观测资料、探空资料和WRF中尺度数值模式及其3DVAR资料同化系统,对2020年6月15日安徽地区一次强对流降水过程进行同化模拟,分别设计了由闪电、地面和探空资料组成的同化对比试验,分析了闪电资料同化对模式初值及24 h累积降水预报的改进能力。结果表明:单独同化闪电资料对模式初始场的相对湿度及24 h降水模拟有一定程度的改进,但改进效果不如同化地面和探空资料的明显;在地面探空资料同化的基础上增加闪电资料同化,能进一步改善模式的初始场,使其更加接近再分析场,并在逐6 h积分过程中,能更好地模拟出对流降水有关的物理量变化及强降雨带的位置,提高了24 h累积降水的模拟能力,对中雨以上量级的降水模拟效果提升尤为明显。另外,增加闪电资料同化,能明显地减少降水模拟的均方根误差。

关键词： WRF中尺度数值模式强对流降水闪电资料同化相对湿度 24 h累积降水均方根误差

云分辨尺度下一种综合调整水物质含量的闪电资料同化方法

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云分辨尺度下一种综合调整水物质含量的闪电资料同化方法

第34届中国气象学会年会

作者：陈志雄郄秀书田野王东方袁善锋中国科学院大气物理研究所中层大气与全球环境探测重点实验室

在直接调整水汽含量（称为F12）和直接调整冰相粒子浓度（称为Q14）两种闪电资料同化方法的基础上,提出了一种综合调整冰相粒子浓度和水汽含量（称为C17）的闪电资料同化方法,选取一次具有完整闪电观测资料（云闪加地闪）的飑线过程,利... 详细信息

在直接调整水汽含量（称为F12）和直接调整冰相粒子浓度（称为Q14）两种闪电资料同化方法的基础上,提出了一种综合调整冰相粒子浓度和水汽含量（称为C17）的闪电资料同化方法,选取一次具有完整闪电观测资料（云闪加地闪）的飑线过程,利用WRF在云分辨尺度进行数值模拟,详细比较了3种闪电资料同化方法的模拟结果。与不进行闪电资料同化的控制试验对比,闪电资料同化试验明显改进了模式对流活动的模拟能力,但是不同同化方法有所差异。在同化时段内,F12方法中回波强度较小,形成大范围层云区,回波中心比实测偏向下游;Q14方法回波强度和落区同实测最为接近,但是对层云区的模拟无明显改进;C17方法综合了F12和Q14方法的优势,同F12方法相比,回波强度增大,落区更加接近实测,层云区面积扩大。同化结束后,F12方法冷池有所增强,雨区向东北方向延伸,但是强度较弱,形成大范围的弱降水区,同化正面效果保持最久;Q14方法低层大气偏干,地表冷池偏强,对流系统迅速移动并衰减,降水区域比实测偏南,同化正面效果消失较快;C17方法冷池范围和强度与实际观测最为接近,降水较F12方法增强,模拟出的飑线形态得到调整,模拟出了实测中的另一降水中心,同化正面效果保持时间延长。

关键词：闪电资料同化 WRF 临近预报飑线

来源： cnki会议评论

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针对强对流天气的多源观测资料同化研究

针对强对流天气的多源观测资料同化研究

作者：苑霜颀南京信息工程大学

学位级别：硕士

近年来,我国由强对流引发的气象灾害频发,提升对强对流天气的预测水平,既是防灾减灾的迫切需求,也是极具挑战性的前沿研究课题之一。随着天气系统观测技术的不断提高,将多种资料进行同化,是改善数值预报初始场准确度进而提高强对流天气... 详细信息

近年来,我国由强对流引发的气象灾害频发,提升对强对流天气的预测水平,既是防灾减灾的迫切需求,也是极具挑战性的前沿研究课题之一。随着天气系统观测技术的不断提高,将多种资料进行同化,是改善数值预报初始场准确度进而提高强对流天气数值预报水平的有效途径。以此为背景,本文针对雷达、闪电和卫星辐射率资料同化对强对流天气数值模拟和预报的提升作用展开了研究。主要研究内容和结果如下:(1)本研究评估并比较了在四维资料同化预报系统(WRF-FDDA)中实施的雷达反射率和闪电资料同化方案在短临降水和闪电预报中的性能。选取2020年6月在广东省发生的持续时间超过7小时的6个中尺度对流系统(MCS)作为试验个例,根据观测结果进行了对比分析和定量预报技巧评分,结果表明:雷达反射率资料同化和闪电资料都可以改善MCS降水和闪电的分析和短临预报。平均而言,对于降水预报,雷达反射率资料同化比闪电资料同化试验的效果更好;然而,对于闪电预报,闪电资料同化试验在分析期和1小时预报中表现更优。这突出了闪电资料在短临闪电预报中的作用。(2)本研究评估了联合同化闪电和卫星辐射率资料对强对流天气数值模拟和预报的提升作用。选取广东省2020年6月25日发生的强对流系统作为试验个例,利用WRFDA-3DVar同化系统,在对流尺度上将Himawari-8三个水汽通道资料同化入初始场,后续利用WRF-FDDA系统进行闪电资料同化并进行降水预报,结果表明:同化三小时卫星辐射率资料的ADA＿3h试验对降水预报水平有一定提高,但一些区域产生了虚假降水。同化三小时闪电资料的LDA＿3h试验对于层状区域和未观测到闪电区域的降水产生了漏报。同时联合两种资料的同化的ADA＿3h+LDA＿3h试验模拟的对流与观测最为相近,改善了ADA＿3h和LDA＿3h试验中出现的降水虚报和漏报问题,降水预报效果显著提升。通过对各组试验的降水预报技巧评分对比,ADA＿3h+LDA＿3h同化试验取得了更高的FSS评分,同时发现随同化窗口的扩大,降水FSS评分也随之增高。相比于只同化一种资料的试验,同时联合两种资料的同化试验对于降水预报效果显著提升。对于只能修正发生闪电区域的闪电资料同化来说,有着较大范围温、湿背景场的静止卫星辐射率资料可以对其进行补充,当存在云区时,静止卫星的观测、反演会受到一定的限制,闪电资料可以提供云内三维霰粒子质量分布结构,也可以对卫星辐射率资料同化进行补充,二者互补性可以更好的提高强对流天气的分析和预报结果。

关键词：强对流天气雷达资料同化闪电资料同化卫星辐射率资料同化闪电预报降水预报

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闪电气象学研究进展

气象学报 2014年第5期72卷 1054-1068页

作者：郄秀书刘冬霞孙竹玲中国科学院大气物理研究所中层大气与全球环境重点实验室北京100029

闪电气象学是随着现代闪电探测和定位技术的发展与应用而不断发展起来的一个学科,也是大气电学和气象学的重要交叉学科分支。综述了近年来中国在闪电气象学方面的发展和研究进展,主要从5个方面进行阐述和回顾:在闪电气象学研究中发挥了... 详细信息

闪电气象学是随着现代闪电探测和定位技术的发展与应用而不断发展起来的一个学科,也是大气电学和气象学的重要交叉学科分支。综述了近年来中国在闪电气象学方面的发展和研究进展,主要从5个方面进行阐述和回顾:在闪电气象学研究中发挥了重要作用的现代闪电探测和定位技术,不同类型强对流天气系统的闪电活动特征,闪电活动与雷暴的动力、微物理结构的关系,雷暴电荷结构探测和数值模拟,以及闪电资料同化方法及其在强对流天气中的预警预报作用和闪电的预报等,并指出了中国闪电气象学今后的努力方向。

关键词：闪电活动闪电定位电荷结构闪电资料同化对流天气系统