CAJ | 학술논문

观测误差与背景误差协方差在四维资料同化和业务资料分析系统中起到决定性作用,它决定着观测信息与背景初猜值信息的相对重要性以及这些信息在空间及不同变量间的扩展方式.由于实际大气的真值并不知道,需要发展不同的技巧来估计观测误差与背景误差协方差,其中在观测空间利用观测与背景初猜值之差来分离观测误差与背景误差协方差的方法估计出的结果较为准确,其估计出的观测误差可直接用于资料分析系统中,背景误差可作为标尺来度量其他方法估计结果的可靠性.文章采用国家气象中心T213L31全球中期分析预报系统的6 h预报作为背景初猜场及同时段冬夏两个季节的北半球探空,利用贝塞尔函数拟合方法来分离观测误差与背景误差协方差,并比较了东亚区、北美区、欧洲区3个探空资料均匀密集区的区域与季节变化结果.结果表明,观测空间拟合方法所要求的水平均质、各向同性在欧洲区和北美区成立程度较好,在东亚区略差,使用时需要斟酌.此外均方差区域间差别较大,在冬季明显大于夏季,温度场偏大0.2 K,风场偏大0.9 m/s.温度场在400 hPa以下与150 hPa以上,背景误差略小于观测误差,而在200-300 hPa,背景误差略大一些.风场的特点与温度场比较一致.温度与风场背景误差主要集中在前40波,并在20波左右达到最大,水平相关季节区域差别不大,而温度垂直相关比风场窄,两者相关范围比较大的波数主要集中在前20波.此外利用贝塞尔函数拟合方法获得结果的分析表明,在质量场中不同区域季节间温度误差的稳定性要明显好于高度场,涡度散度的稳定性要明显好于流函数和势函数,特别是对于特征长度更为明显.这表明利用贝塞尔函数拟合方法获得的结果对校准在全球资料同化中采用温度、涡度散度作为资料同化的分析变量具有一定的优势. 觀測誤差與揹景誤差協方差在四維資料同化和業務資料分析繫統中起到決定性作用,它決定著觀測信息與揹景初猜值信息的相對重要性以及這些信息在空間及不同變量間的擴展方式.由于實際大氣的真值併不知道,需要髮展不同的技巧來估計觀測誤差與揹景誤差協方差,其中在觀測空間利用觀測與揹景初猜值之差來分離觀測誤差與揹景誤差協方差的方法估計齣的結果較為準確,其估計齣的觀測誤差可直接用于資料分析繫統中,揹景誤差可作為標呎來度量其他方法估計結果的可靠性.文章採用國傢氣象中心T213L31全毬中期分析預報繫統的6 h預報作為揹景初猜場及同時段鼕夏兩箇季節的北半毬探空,利用貝塞爾函數擬閤方法來分離觀測誤差與揹景誤差協方差,併比較瞭東亞區、北美區、歐洲區3箇探空資料均勻密集區的區域與季節變化結果.結果錶明,觀測空間擬閤方法所要求的水平均質、各嚮同性在歐洲區和北美區成立程度較好,在東亞區略差,使用時需要斟酌.此外均方差區域間差彆較大,在鼕季明顯大于夏季,溫度場偏大0.2 K,風場偏大0.9 m/s.溫度場在400 hPa以下與150 hPa以上,揹景誤差略小于觀測誤差,而在200-300 hPa,揹景誤差略大一些.風場的特點與溫度場比較一緻.溫度與風場揹景誤差主要集中在前40波,併在20波左右達到最大,水平相關季節區域差彆不大,而溫度垂直相關比風場窄,兩者相關範圍比較大的波數主要集中在前20波.此外利用貝塞爾函數擬閤方法穫得結果的分析錶明,在質量場中不同區域季節間溫度誤差的穩定性要明顯好于高度場,渦度散度的穩定性要明顯好于流函數和勢函數,特彆是對于特徵長度更為明顯.這錶明利用貝塞爾函數擬閤方法穫得的結果對校準在全毬資料同化中採用溫度、渦度散度作為資料同化的分析變量具有一定的優勢.
관측오차여배경오차협방차재사유자료동화화업무자료분석계통중기도결정성작용,타결정착관측신식여배경초시치신식적상대중요성이급저사신식재공간급불동변량간적확전방식.유우실제대기적진치병불지도,수요발전불동적기교래고계관측오차여배경오차협방차,기중재관측공간이용관측여배경초시치지차래분리관측오차여배경오차협방차적방법고계출적결과교위준학,기고계출적관측오차가직접용우자료분석계통중,배경오차가작위표척래도량기타방법고계결과적가고성.문장채용국가기상중심T213L31전구중기분석예보계통적6 h예보작위배경초시장급동시단동하량개계절적북반구탐공,이용패새이함수의합방법래분리관측오차여배경오차협방차,병비교료동아구、북미구、구주구3개탐공자료균균밀집구적구역여계절변화결과.결과표명,관측공간의합방법소요구적수평균질、각향동성재구주구화북미구성립정도교호,재동아구략차,사용시수요짐작.차외균방차구역간차별교대,재동계명현대우하계,온도장편대0.2 K,풍장편대0.9 m/s.온도장재400 hPa이하여150 hPa이상,배경오차략소우관측오차,이재200-300 hPa,배경오차략대일사.풍장적특점여온도장비교일치.온도여풍장배경오차주요집중재전40파,병재20파좌우체도최대,수평상관계절구역차별불대,이온도수직상관비풍장착,량자상관범위비교대적파수주요집중재전20파.차외이용패새이함수의합방법획득결과적분석표명,재질량장중불동구역계절간온도오차적은정성요명현호우고도장,와도산도적은정성요명현호우류함수화세함수,특별시대우특정장도경위명현.저표명이용패새이함수의합방법획득적결과대교준재전구자료동화중채용온도、와도산도작위자료동화적분석변량구유일정적우세.