氣象衛(wèi)星資料同化的科學(xué)問(wèn)題與前景

從數(shù)值天氣預(yù)報(bào)資料同化的角度,分析了氣象衛(wèi)星觀測(cè)與常規(guī)氣象觀測(cè)的不同特點(diǎn)形成了衛(wèi)星資料同化的特殊科學(xué)問(wèn)題.由于各類(lèi)星載遙感儀器所觀測(cè)到的是一定波長(zhǎng)的電磁輻射,不能像傳統(tǒng)的直接觀測(cè)資料一樣被預(yù)報(bào)模式直接應(yīng)用.又由于衛(wèi)星觀測(cè)對(duì)象是整個(gè)大氣層,而不是特定高度的大氣,因此確定衛(wèi)星觀測(cè)影響的高度和它的潛在垂直分辨率成為一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題.衛(wèi)星觀測(cè)還可能存在著系統(tǒng)性的偏差,這與直接觀測(cè)的誤差互相獨(dú)立也有很大區(qū)別.資料同化通常建立在模式預(yù)報(bào)(即背景信息)與觀測(cè)量的比較的基礎(chǔ)上,為了實(shí)現(xiàn)同化,需要將模式的基本大氣變量轉(zhuǎn)換成星載儀器所獲得的特定波長(zhǎng)的電磁波特征量,或者將觀測(cè)到的電磁輻射特征量反算成大氣的特征量.前者需要引入復(fù)雜的觀測(cè)算子,后者則將復(fù)雜的反演過(guò)程交給了前處理階段.這就形成了直接與間接同化衛(wèi)星資料的兩種不同策略,策略的選擇取決于同化系統(tǒng)處理復(fù)雜觀測(cè)資料的能力,對(duì)同化效果有決定性的影響.逐個(gè)分析了目前用于數(shù)值預(yù)報(bào)的5種衛(wèi)星觀測(cè)資料,即星載大氣垂直探測(cè)器資料、大氣運(yùn)動(dòng)矢量資料、散射儀海面風(fēng)資料、衛(wèi)星觀測(cè)的云與降水信息資料與GPS掩星觀測(cè)資料的同化的進(jìn)展與有待解決的主要問(wèn)題,概述了中國(guó)近年在大氣垂直探測(cè)器等衛(wèi)星資料同化中的研究進(jìn)展及其業(yè)務(wù)應(yīng)用的效果,并提出了今后需要予以特別關(guān)注的研究方向.

作 者： 薛紀(jì)善 XUE Jishan   作者單位： 中國(guó)氣象科學(xué)研究院災(zāi)害性天氣國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室  刊 名： 氣象學(xué)報(bào)  ISTIC PKU 英文刊名： ACTA METEOROLOGICA SINICA  年，卷(期)： 2009 67(6)  分類(lèi)號(hào)： P405  關(guān)鍵詞： 氣象衛(wèi)星   資料同化   數(shù)值預(yù)報(bào)   Meteorological satellite   Data assimilation   Numerical weather prediction  

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