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GPS资料在中尺度数值预报模式中的应用研究

利用建立在长江三角洲地区GPS观测网中GPS资料,针对2002年梅雨期间影响长江三角洲地区的降水过程进行了GPS资料在MM5中尺度数值预报模式中的应用研究。研究表明:1、GPS是一种连续监测大气水汽的有效手段。与常规探空观测相比,GPS测量的可降水量有很好的代表性。在相距2km时,两种测量手段测量可降水量和总延迟量的平均绝对偏差分别为2.13mm和1.28cm。总延迟的变化主要是由湿延迟的变化而引起,其中静力延迟变化呈现了明显的周期性,而湿延迟的变化与天气过程相关联。通过可降水量、总延迟和湿延迟的时、空变化可以分析天气系统演变。应用MM5模式预报结果计算大气平均温度可提高GPS可降水量的反演精度。2、MM5模式初始场对静力延迟有较好的描述能力,但对湿延迟和可降水量的描述还存在比静力延迟更大的描述误差。MM5模式连续滚动预报(12h)基本能反映总延迟、静力延迟、湿延迟和可降水量的日际变化趋势,但对这些量逐时预报还存在误差。MM5模  (本文共157页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京信息工程大学
南京信息工程大学

GPS可降水量资料应用于四维伴随同化试验

提高数值预报模式的天气预报能力的主要方法之一是修正模式中资料误差,常规站点分布稀疏,观测时次有限,难以反映大气水汽的时空变化,因此,雷达、卫星等非常规资料作为常规资料的补充应用到数值预报模式中。全球定位系统(GPS)能够对大气水汽进行连续的、全天候的水汽测量,其精度与常规探空降水资料相当。GPS可降水量资料已经作为一种有效的降水资料被前人用于数值模式中,目前,GPS可降水量资料的变分同化技术已经成为GPS观测资料应用于数值预报模式的主要途径和趋势。本文选取了2005年7月23—24日北京、天津、河北地区的一次强降水过程对它用MM5模式进行了数值模拟试验并进行了GPS可降水量资料的伴随同化试验。其中,在GPS可降水量资料模拟和同化的方案中,Cressman半径分别选取15km、30km、45km进行敏感性试验和分析。采用三种方法检验GPS可降水量资料对模式湿度场的改善程度和伴随同化效果,分别是24小时降水TS评分、模拟湿度场与真实...  (本文共65页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国气象科学研究院
中国气象科学研究院

利用高分辨率中尺度模式和地基GPS资料构造高时空分辨率的大气湿度廓线

预报强对流天气潜势的关键问题之一是了解大气的垂直稳定度和垂直风切变。目前预报员获取有关大气垂直稳定度和垂直风切变信息的主要方法是检验探空曲线。但现有的探空站网其时空密度无法提供足够详细的大气信息以指示发生强对流天气的潜势,而中尺度数值模式则可以输出高时空分辨率的各种模式变量,提供高时空分辨率的大气温湿风垂直廓线。主要问题是模式的温湿风廓线是否可靠。利用北京2004年6月、7月和8月的加密探测资料,考察北京气象局3km分辨率的中尺度数值模式MM5对北京地区夏季对流发生的诊断分析能力,进行预报检验分析,估计模式温湿风垂直廓线和根据它们计算的对流诊断参数的可靠性。结果表明:模式模拟的各种大气廓线中,风廓线和温度廓线都具有一定的参考价值,但在廓线出现转折的地方,如:逆温层和风向转折时,模式预报较差。露点(湿度)廓线的预报误差较大,不能反映出真实水汽场的分布。模式预报的深层(地面~500hPa)垂直风切变与探空具有较好的一致性,而模式给出...  (本文共64页) 本文目录 | 阅读全文>>

西南交通大学
西南交通大学

地基GPS遥感大气可降水量及其在气象中的应用研究

常规大气水汽探测手段的时空分辨率极大地制约了人们对水汽时间变化和空间分布的认识,使我们对局地和全球水汽分布和水份循环缺乏详尽的了解,水汽信息的欠缺影响了灾害性天气预报特别是暴雨短时临近预报的水平,也限制了数值天气预报中降水量预报的精度。因此,水汽是大气中人们了解和认识得不够充分的大气成分之一,如何用新的技术手段精确测量大气水汽含量,是当今气象学所面临的一项重要任务。作为GPS大地测量学的反演问题,GPS技术为探测大气水汽提供了一种全新的手段,它具有实时、连续、不受天气状况影响、精度高、成本低等优点,是传统大气水汽观测手段的有力补充。本论文从GPS遥感水汽的理论及气象学应用的角度,全面分析了GPS反演水汽技术在气象中的应用领域,研讨了地基GPS技术反演大气可降水量的计算方案及主要步骤,讨论了GPS遥感大气水汽的主要误差源。本论文的研究内容主要分为以下四个部分:(1)研究无线电探空气象资料计算大气可降水量的方法、误差及其改进。应用探...  (本文共212页) 本文目录 | 阅读全文>>

兰州大学
兰州大学

GPS可降水资料在西安地区天气预报中的应用分析

水汽对天气和气候有重要的影响,特别是在暴雨、强对流天气发生时,其扮演着重要角色。全球定位系统(Global Positioning System,GPS)基础数据解算得到的水汽观测资料,是对常规水汽观测资料的有力补充。将GPS水汽资料应用到数值模式的研究中,可以进一步加深对降水发展变化机理的认识,对提升预报能力有着重要意义。本文利用西安地基GPS水汽资料对西安市的几次降水天气过程进行分析,归纳出GPS可降水量和观测降水量之间的统计学关系,分析了西安市GPS可降水数据的季节性特征;在此基础上将GPS水汽资料利用WRFDA同化系统引入WRF模式的初始场中,对2011年7月28日-8月1日发生在西安地区的降水过程进行数值模拟试验,主要结论如下:(1)通过对大气探测水汽资料数据和GPS水汽数据进行质量对比,发现两者表现出较好的一致性,说明GPS水汽观测资料可以作为研究和分析暴雨中尺度系统发展演变的重要资料之一。利用临潼站水汽数据对PPP...  (本文共59页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京大学
南京大学

GPS/PWV资料在入梅分析与暴雨预报中的应用研究

水汽是大气中一种重要成分,可降水量(Precipitable Water Vapor,PWV)是表征大气水汽含量的指示因子,对于降水预报极其重要。地基GPS反演可降水量相比常规探测手段优势明显:高时空分辨率、探测精度高、全天候观测,不受气溶胶、云和降水等影响,设备廉价、布站方便等诸多优点,目前广泛使用。本文针对江苏省GPS/MET网反演的PWV数据进行分析研究。首先,对江苏省GPS/PWV资料进行精度检验,通过2008年-2010年六合、高淳、徐州GPS站与南京、徐州探空站PWV的比对,结果表明:均方根误差在4.83-6.56mm,与国内研究结果相当;但PWV越大,GPS/PWV相比Radiosonde/PWV偏小趋势越明显,最小二乘法拟合出GPS/PWV的订正关系式PWV=1.1×GPS_PWV一2.74;GPS/PWV资料缺测严重,以地面水汽压资料拟合,得出PWV(e)=-0.4544+1.7193×e作为南京地区可降水量资...  (本文共107页) 本文目录 | 阅读全文>>