三维变分同化雷达资料暴雨个例试验

采用中国新一代数值预报模式(grapes)及其同化系统开展雷达资料的三维变分(3dvar)同化和数值模拟研究。通过一次暴雨个例的对比试验得到以下结论：不考虑垂直运动影响的情况下，仅同化doppler雷达径向风资料可以增加初始场中的中小尺度系统信息并在一定程度上改善预报开始阶段的降水；同化由反射率因子导出的垂直速度、雨水混合比并令上升区饱和可以较大改善降水预报结果；联合同化径向速度和反射率因子资料将得到它们的共同影响。模拟的中-β尺度对流系统6h的演变过程与观测十分一致，基本消除了spin-up现象。发展旺盛阶段的对流单体南北方向范围约50km，最大上升速度位于500hpa附近，超过3.0m/s；雨水最大含量在400hpa附近，超过5.0g/kg；云水最大值位于600hpa，约0.5g/kg；造成的降水强度可达30mm/h，具有明显的β中尺度系统的特征。初始场中水汽是否达到β中尺度降水维持所需条件是至关重要的，如果初始场中水汽条件较差，即使含有云水、雨水、垂直速度的信息，这些信息也会很快消亡，难以维持下去；此外，雷达资料的质量控制也是十分重要的。