基于Grapes中尺度模式的FY-2卫星TBB亮温数值模拟
摘要
在Grapes 模式模拟结果的基础上利用RTTOV 辐射传输模式可以进一步模拟卫星TBB 亮温,这主要有两方面的意义:其一,因为卫星资料直接同化需要利用辐射传输模式(如 RTTOV)作为观测算子,提高卫星TBB 亮温正演模拟效果,对卫星资料的直接同化有积极意义。其二,TBB 亮温的正演模拟涉及云和大气温度、湿度等诸多因素,其模拟效果可以作为数值模式预报能力的综合体现,将模拟的TBB 亮温和观测进行对比,可以比较直观的看出模式对天气系统位置以及发生、发展的模拟偏差。 FY-2 静止卫星目前在轨运行有FY-2D/E 两颗星,将来还会有新的卫星发射计划。虽然 FY-2 的观测通道相对较少,并且主要是红外和水汽通道,但是其观测信息中包含了丰富的云和温度、水汽的信息,时空分辨率很高,在天气预警和预报中发挥了重要的作用。Grapes 中尺度模式已经业务运行了多年,Grapes-3dvar 系统已经具备卫星资料直接同化的能力,但是还没有开发FY-2 的同化模块。本文的工作可以作为FY-2 TBB 亮温同化观测算子正演模拟试验,同时也针对2010 年广州亚运会期间的模拟结果检验Grapes 中尺度模式的模拟效果。本文利用Grapes 中尺度模式的预报结果以及RTTOV 辐射传输模式对FY-2 的TBB 亮温进行了模拟。为了改进云区的模拟效果,首先对云参数进行诊断分析,对2009 年8-9 月的检验结果表明,Grapes 中尺度模式具备一定的云的模拟能力,随着预报云量的增加,误差减小。在云参数诊断的基础上,建立了FY-2 TBB 模拟方案,针对2010 年广州亚运会期间的实时预报结果表明Grapes 中尺度模式可以较好的模拟出主要天气系统的位置,及其发生和发展。本文的研究发现:云参数对FY-2 TBB 亮温的模拟有很大影响;Grapes 中尺度模式具备一定的云参数模拟能力,基于Grapes 模式的模拟结果以及RTTOV 辐射传输模式,可以较好的模拟出亚运期间FY-2D 亮温。