Кількісний прогноз опадів з асиміляцією радарних вимірювань в моделі HARMONIE

Автори: Іванов С. В., Рубан І. Г., Паламарчук Ю. О.

Рік: 2017

Випуск: 22

Сторінки: 14-20

Анотація

Представлено подальший розвиток системи асиміляції даних в оперативній чисельної прогностичної конвективно-роздільною моделі HARMONIE за рахунок включення в неї радарних вимірювань. Основну увагу приділено, по-перше, загальним внеском асиміляції радарних вимірювань в кількісний прогноз опадів; по-друге, порівняно результатів чисельних експериментів з використанням різних методів попередньої обробки радіоеха в системі відстеження вимірювань. Розглянуто два способи препроцесингу. Для скорочення обсягу вхідних даних застосовані методи “простого проріджування” і “супернаблюденія”. Виконано порівняння тестових численних експериментів з контрольним, в якому радарні вимірювання не включені в модуль асиміляції даних. Результати показали, що використання відбивних характеристик атмосфери на етапі формування початкових умов моделі дозволяє підвищити точність відтворення мікрофізичної процеси в атмосфері за рахунок корекції величини вмісту вологи в нижній тропосфері. У найбільш інтенсивних вогнищах опадів тестові експерименти дали оцінки на 10 мм / 12 годин вище в порівнянні з контрольними розрахунками. Вертикальні профілі вмісту вологи в атмосфері показали, що основне збільшення розрахункових значень має місце в шарі між 850 і 600 hPa. В осередку опадів таке збільшення інтенсивності приблизно відповідає значенню 5-7 мм / год. Корекція вмісту вологи в середній тропосфері дозволила збільшити кількісні оцінки опадів на поверхні і наблизити їх до значень ретроспективного аналізу. Однак, результати чисельних розрахунків чутливі до вибору методу препроцесингу і внутрішніх параметрів. Оптимізацію такого вибору з урахуванням дозволу модельної сітки і просторових особливостей атмосферного потоку передбачається виконати на наступному етапі досліджень.

Теги: асиміляція даних; метеорадар; модель атмосфери Harmonie; опади

Список літератури

  1. Kalnay E. Atmospheric Modeling, Data Assimilation and Predictability. United Kingdom: Cambridge University Press, 2003. 341 p.
  2. Lorenc A. C. Analysis methods for numerical weather prediction. Quart. J. R. Meteorol. Soc., 1986, no. 112, pp. 1177–1194.
  3. Ivanov S., Palamarchuk J. Fine-scale precipitation structure of a cold front and the problem of the representativeness error. Advances in Geosciences, 2007, no. 10, pp. 3–8.
  4. Liu Z. Q. Rabier F. The potential of high-density observations for numerical weather prediction: a study with simu-lated observations. Quart. J. R. Meteorol. Soc., 2003. no. 129, pp. 3013–3035.
  5. Desroziers G., Ivanov S. Diagnosis and adaptive tuning of information error parameters in a variational assimilation. Quart. J. R. Meteorol. Soc., 2001, no. 127, pp. 1433–1452.
  6. Berger H., Forsythe M., Eyre J., Healy S. Proceedings of the seventh international winds workshop. Helsinki, Finland, EUM, 2004, p. 42, pp. 119–126. www.eumetsat.int/ Home/Main/Publications/
  7. Seko H., Kawabata T., Tsuyuki T., Nakamura H., Koizumi K. Impacts of GPS-derived water vapor and radial wind measured by Doppler radar on numerical prediction of precipitation. J. Meteorol. Soc. Jpn., 2004, no. 82, pp. 473–489.
  8. Salonen K., Jarvinen H., Haase G., Niemela S., Eresmaa R. Doppler radar radial winds in HIRLAM. Part II: Optimizing the super-observation processing. Tellus, 2009, vol. 61 (2), pp. 288–295.
  9. Bengtsson L., Andrae U., Aspelien T., Batrak Yu., Calvo J., de Rooy W., Gleeson E., Hansen-Sass B., Homleid M., Hortal M., Ivarsson K.-I., Lenderink G., Niemelä S., Nielsen K.P., Onvlee J., Rontu L., Samuelsson P., Muñoz D. S., Subias A., Tijm S., Toll V., Yang X., Køltzow M. O. The HARMONIE-AROME model configuration in the ALADIN-HIRLAM NWP system. Mon. Wea. Rev., 2017, no. 145, pp. 1919-1935.
  10. Seity Y., Brousseau P., Malardel S., Hello G., Bénard P., Bouttier F., Lac C., Masson V. The AROME-France Convective-Scale Operational Model. Mon. Wea. Rev., 2011, no. 139, pp. 976–999.
Завантажити повний текст (PDF)