中国气象学会气象青年科技交流会暨2021年青年科学家论坛

    本研究主要针对我国风云三号D星（FY-3D）微波温度计（简称MWTS-2）辐射资料在大气三维温度的反演以及在数值模式中的直接同化中关键技术进行讨论。由于FY-3D MWTS-2缺少了23.8 GHz和31.4GHz这两个反演云水路径的窗区通道，所以无法对MWTS-2进行直接云检测，这不仅影响 MWTS-2直接同化的效果而且影响了MWTS-2反演大气温度的精度。因此，本研究针对MWTS-2发展了一个空间距离自适应的云检测方案，并应用到反演台风暖心和东北冷涡的三维温度场结构中。与ERA5对比，FY-3D MWTS-2反演的温度与ERA-5的平均偏差基本在0.2 K之内，均方根误差基本在2.0 K之内，在对流层顶和近地面的均方根误差偏大，但没有明显的扫描角偏差。相对于ERA5再分析资料，卫星反演的温度场可以很好的体现东北冷涡发生强降水时近地面的暖结构，又对流层整层都是深厚的冷心系统，所以十分容易造成下暖上冷的层结不稳定，造成短时强降水天气。
     另一方面，为了进一步加强国产风云卫星资料在区域模式中的应用，本研究针对MWTS-2辐射率资料进行了严格地通道选择、模式层顶设置、资料稀疏化、质量控制、偏差订正、云检测以及极小化过程（3DVar），并在GSI同化系统中耦合了国产先进辐射传输模式（ARMS）。最终研究确定同化MWTS-2高层通道5-7对台风路径的预报有明显的改善。结果表明同化MWTS-2通道5-7主要通过改变质量场来改变纬向风U和经向风V的分析场，从而改善了台风的环流场，最终导致台风的引导气流发生改变，从而改善台风的路径预报。通过批量实验表明，在台风24小时预报后，同化AMSU-A资料可以减小8.7% （~18.4 km）的路径误差，而同化AMSU-A和MWTS-2通道5-7的资料可以减小30%（~58.6 km）的路径误差。

 

风云三号 微波温度计