氣象衛星資料同化的科學問題與前景

從數值天氣預報資料同化的角度,分析了氣象衛星觀測與常規氣象觀測的不同特點形成了衛星資料同化的特殊科學問題.由于各類星載遙感儀器所觀測到的是一定波長的電磁輻射,不能像傳統的直接觀測資料一樣被預報模式直接應用.又由于衛星觀測對象是整個大氣層,而不是特定高度的大氣,因此確定衛星觀測影響的高度和它的潛在垂直分辨率成為一個關鍵問題.衛星觀測還可能存在著系統性的偏差,這與直接觀測的誤差互相獨立也有很大區別.資料同化通常建立在模式預報(即背景信息)與觀測量的比較的基礎上,為了實現同化,需要將模式的基本大氣變量轉換成星載儀器所獲得的特定波長的電磁波特征量,或者將觀測到的電磁輻射特征量反算成大氣的特征量.前者需要引入復雜的觀測算子,后者則將復雜的反演過程交給了前處理階段.這就形成了直接與間接同化衛星資料的兩種不同策略,策略的選擇取決于同化系統處理復雜觀測資料的能力,對同化效果有決定性的影響.逐個分析了目前用于數值預報的5種衛星觀測資料,即星載大氣垂直探測器資料、大氣運動矢量資料、散射儀海面風資料、衛星觀測的云與降水信息資料與GPS掩星觀測資料的同化的進展與有待解決的主要問題,概述了中國近年在大氣垂直探測器等衛星資料同化中的研究進展及其業務應用的效果,并提出了今后需要予以特別關注的研究方向.

作 者： 薛紀善 XUE Jishan   作者單位： 中國氣象科學研究院災害性天氣國家重點實驗室  刊 名： 氣象學報  ISTIC PKU 英文刊名： ACTA METEOROLOGICA SINICA  年，卷(期)： 2009 67(6)  分類號： P405  關鍵詞： 氣象衛星   資料同化   數值預報   Meteorological satellite   Data assimilation   Numerical weather prediction  

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