多源观测数据逐半小时同化对一次区域持续性暴雨的敏感性试验.pdf

利用基于 模式的逐半小时快速更新预报系统，对鲁南一次区域持续性特大暴雨过程进行逐小时同化和逐半小时同化敏感性试验，以探讨高频资料同化应用问题，其中，逐半小时同化敏感性试验方案包括在半点同时同化地面自动气象站（）观测资料和飞机报（）资料及分别“拒绝”其中一种同化资料共三种方案。结果发现：半点同时同化资料和 资料的试验对此次持续性暴雨 累计降水和短时强降水预报较逐时同化试验有显著改进作用，说明提高同化频次以提高高频资料的利用率对数值预报有正效果；在半点增加高频资料同化过程中，同时同化资料和 资料的试验，均比“拒绝”其中一种同化资料的试验准确；“拒绝”同化 资料的试验比“拒绝”同化资料的试验预报效果差，说明半小时同化试验中 资料同化起到了更为重要的作用；快速更新循环同化对初始场的改善是一个逐步调整的过程，不同同化资料和频次的试验对分析场的影响各有不同，同时同化资料和 资料的半小时同化试验初始场与实况最接近；不同同化方案地面要素场高温高湿区相对辐合线的位置不同和高空冷暖空气强弱及配置不同，造成飑线系统的运动方向不同，是导致各试验区域持续性降水落区存在较大差异的主要原因；而飑线系统位置的差异导致其与西南暖湿气流中的新生系统结合程度不同，造成了未来降水强弱的差异。关键词：逐半小时快速更新同化，自动气象站（）资料，飞机报（）资料，区域持续性暴雨中图分类号：，文献标志码：犇 犗 犐：，犃 犫 狊 狋 狉 犪 犮 狋：山东省自然科学基金项目（）、中国气象局创新发展专项（）、山东省气象局科学技术研究项目（）、环渤海区域科技协同创新基金项目（，）和山东台风与海洋气象创新团队专项（）共同资助 年月日收稿；年月日收修定稿第一作者：肖明静，主要从事数值模式资料同化和灾害性天气机理研究 ：通讯作者：吴炜，主要从事数值预报和海洋气象研究 ：第 卷 第期 年 月 气象 （）（），“”，“”“”“”，犓 犲 狔狑 狅 狉 犱 狊：，引言数值预报技术是针对强对流天气短时临近预报的主要技术之一（，），而中小尺度对流系统由于水平尺度小、生命史短暂，相较于传统的数值预报系统，强对流天气预报越来越依赖于较短时间间隔的高频资料同化预报系统来提高预报的准确率（陈葆德等，）。为此，美国国家环境预报中心（）分别在 年和 年正式业务化了快速更新同化系统（）（，）和新一代快速更新同化预报系统（），更高分辨率的 系统（）于 年实现业务化（，）。我国也发展了用于高频资料快速更新同化的业务系统，如北京基于 模式和 技术，建立了北京快速更新循环预报系统（）（魏东等，；郝民等，）；广州在 区域中尺度数值预报系统和 技术的基础上建立了逐时同化分析和模式预报循环系统（）（陈子通等，；黄燕燕等，）；上海在 年基于 模式和 同化系统，建立了第一代上海 快 速 更 新 同 化 数 值 预 报 系 统（）（陈葆德等，；王晓峰等，；李佳等，）。如何协调利用好各种观测资料，将高时空分辨率资料有效同化进模式，对提高高分辨率模拟和中、小尺度天气系统预报的质量十分重要（黎慧琦和张大林，；何邓新等，；崔春光等，；赖安伟等，）。分钟级的地面自动气象站资料（资料）具有较高时空分辨率，是描述中小尺度、短时强对流天气过程的重要观测资料之一，自然成为快速更新同化预报系统的一个重要观测资料来源。前期关于资料的同化研究已有很多。王平等（）利用逐时快速更新同化系统对常规 资料和加密资料进行敏感性试验，认为资料的疏密影响模式初始场预报，同化所有观测资料的试验模拟效果最好；李少英等（）认为无论采用混合同化方法还是 ，同化 观测均能 气象 第 卷改善分析场和预报场；李红莉等（）利用 系统（）对雷达资料、探空资料和 资料进行融合同化分析，认为融合 资料后能改善低层的温、湿度场，但对中高层无影响；刘瑞婷等（）通过在雷达四维变分分析系统中加入 资料的同化方法，能有效改善边界层 高度以下的分析场，可进一步提高局地突发强对流的临近数值预报能力。除了直接应用 资料进行同化研究外，针对资料进行订正改进的同化方案也有部分研究，如张鑫宇等（）、曹润东等（）。飞机报资料（资料）作为另一种较高时空分辨率的观测资料也有一些研究成果。龚俊强等（）利用 模式和 同化系统，对 年台风苏迪罗二次登陆过程同时同化无线电探空和 资料，能够有效改善台风移动路径、中心附近最低气压的模拟，对台风降水的预报评分有一定程度的改进，并且对台风结构的模拟也有所调 整；陈 锋 等（）利 用 模 式 与 同化系统开展观测系统试验，结果表明：不同类型资料同化对模拟结果贡献程度有明显差别，其中探空、雷达反射率和 资料对模拟结果有较大影响，分别“拒绝”这三种资料后模拟的高空各要素均方根误差均有不同程度上升；仲跻芹等（）利用 系统，通过对有无 资料参与同化的预报试验客观要素预报均方根误差和降水量 评分的对比分析，认为 资料的同化对于前预报时效内的高空风和温度预报有明显的正面影响，对于降水预报技巧的提高也有正效应。上述研究有针对资料疏密及其与雷达、探空等联合同化对预报的影响，也有针对 资料有无及其与雷达、探空等联合同化对预报的影响，但针对 资料和 资料同时同化的研究不多，且与 资料同化敏感试验相关的研究也以台风居多，针对区域暴雨研究的则较少。而且 同化对于高时间分辨率的 资料，同一位置仅能同化一个数据，若同化频率低，将不得不舍弃大量的观测资料；资料的特点为每个观测数据有详细的观测时间、经纬度和高度，随着探测时间远离同化时刻，获得的数据也与同化时刻的背景场差异较大，如果差异超过背景误差允许的范围就会被剔除，即使侥幸在误差范围内被允许同化也不能很好地代表同化时刻的真值。因此提高快速更新同化的频率对于提高高频资料的利用率具有十分重要的意义，但高频资料同化导致的模式初始变量不协调而引发的较长时间的 问题与误差积累问题，又将大大消弱模式的预报能力（王平等，），因此，提高模式同化频率的同时，须关注高频资料的使用方法及如何消除 问题。山东省气象科学研究所在前期研究的基础上，研发了短时、短期一体化的逐半小时更新预报系统，该系统在逐时同化的基础上增加半点的 资料和 资料同化，并已于 年月正式业务运行。经验证，该系统在增加半点资料同化的同时，每个同化时刻均能在几分钟内将系统噪声降低到合理水平且预报质量较高。本文利用该系统对 年月鲁南一次区域持续性特大暴雨过程进行逐时同化试验和三种逐半小时同化敏感性试验（在半点同时同化 资料和 资料及分别“拒绝”其中一种同化资料），并对试验效果进行详细分析，以探讨高频资料同化需注意的问题。资料和方法介绍 快速更新同化系统简介利用山东省气象科学研究所基于 模式和 三维变分资料同化系统建立的逐半小时更新预报系统（，）进行试验研究。模式系统水平分辨率为，垂直分层为 层，预报区域覆盖华北及其周边地区，系统采用逐半小时快速更新同化，每日 时和 时（北京时，下同）启动，初始场和侧边界条件由 逐全球预报场（）提供，每半小时同化一次资料，时和 时开始每小时启动一次热启动预报，提供逐 高分辨率中尺度预报场，时和 时启动的预报结果预报时效为，其他时次预报时效为。同化的观测资料包括常规探空、波段雷达探空、水汽资料、资料和 资料，其中，国外范围采用国第期肖明静等：多源观测数据逐半小时同化对一次区域持续性暴雨的敏感性试验际交换的常规探空，中国范围采用 波段雷达探空，并对 波段雷达探空秒级数据进行了稀疏化（郝民等，）。探空同化要素包括风、温度和湿度，资料同化要素为风、温度，资料同化要素包括风、温度、湿度和气压。模式的噪声水平可以用平均绝对地面气压倾向的时间连续变化特征（）来衡量（陈敏等，），图 显示随着同化次数增多，同化后噪声有所增大，但均在几分钟内降低到合理水平，并未将高频噪声带入到下一个循环，保证了资料同化及预报的性能。图 给出了 年月连续一个月的逐时同化和逐半小时同化短期预报 、四个预报时效平均的 累计降水 评分，逐半小时同化短期预报在中雨、大雨、大暴雨和特大暴雨量级均有不同程度的提高。试验设计为了研究在逐时同化基础上增加半点同时同化上述两种资料和“拒绝”其中一种同化资料在快速更新同化系统中的作用，本文设计了一个控制试验（记为 ）、一个逐时同化试验（记为 ）和三个逐半小时同化试验（同时同化 资料和 资料的试验记为 ，“拒绝”同化 资料和“拒绝”同化 资料的试验分别记为 和 ）。试验从 年月 日 时冷启动，预报时效为，未同化任何资料；同化试验方案均从 年月 日 时启动，循环同化到 日 时启动预报，预报时效为；不同的是 试验仅在整点同化数据，共进行次同化，三个逐半小时同化试验则每半小时同化一次数据，共进行次同化，同化试验方案见表。图 给出了 年月 日 时 资料、探空及 时每半点 资料获取位置水平分布。时各同化时刻 资料有效同化数量垂直分布（图）显示，同化时间窗内资料主要分布于 的对流层，其中 数量最多，基本都超过了 个，是对探空资料不足的有利补充。图（）系统噪声 ，（）年月 累计降水 评分 （），（）表各同化试验同化方案设计犜 犪 犫 犾 犲犜 犺 犲犱 犲 狊 犻 犵 狀狅 犳犱 犪 狋 犪犪 狊 狊 犻 犿 犻 犾 犪 狋 犻 狅 狀 犻 狀犪 犾 犾 犪 狊 狊 犻 犿 犻 犾 犪 狋 犻 狅 狀犲 狓 狆 犲 狉 犻 犿 犲 狀 狋 狊同化时间 资料种类（相同部分）探空 水汽资料种类（不同部分）：气象 第 卷图 年月 日（）：地面观测资料、探空及：每半点 资料水平分布，（）：各同化时次 资料有效同化数量垂直分布 （），：，（）：资料来源地面实况数据来源于全国综合气象信息共享平台（）系统的中国地面分钟资料。高空形势场来源于 年月 日的逐 再分析数据，分辨率为 。模式背景场来源于 逐全 球 预 报 场，分 辨 率 为 。同化资料来源于 系统的全球地面逐小时资料、中国地面分钟资料、全球高空定时值资料、中国高空秒级资料、全球飞机高空探测资料和中国 水汽数据。个例分析 天气实况 年月 日山东发生一次自西北向东南的全省性降水天气过程。此次降水过程主要分为两个时段。第一时段：日中午至夜间，为 东北西南向的线状对流性降水，由鲁西北向鲁东南不断移动（图 ）；第二时段：日凌晨开始该线状对流东段入海减弱，西段与西南暖湿气流中新生对流系统不断结合，于鲁东南的临沂地区维持少动，演变为区域性降水，一直持续到 日下午。本文重点关注第二时段的降水，该时段的区域持续性降水主要出现在鲁南和半岛地区（图），大暴雨以上量级降水主要集中在鲁东南的临沂地区，日：至 日：共计 个站出现 以上降水，达到特大暴雨级别，其中，莒南县陡山水库站 累计降水量达 。日：连续均有测站出现 以上短时强 降 水，其 中：（图 ）达 到 降水的测站达到个以上，最大雨强为 。日：（图略），蒙古东部存在一冷涡，中国北方的东部地区大部分处于西风槽前，东南沿海受西太平洋副热带高压（以下简称副高）控制，副高脊线在 左右，山东省位于西风槽前的西南暖湿气流带中。日 ：（图）蒙 古 冷 涡略 东移，低空山东与河北交界处有一切变线；：在冷涡后部、副高边缘的鲁西北聊城和德州交界处逐渐生成一线状对流系统（图），该系统呈东北西南走向并向东南方向发展；：（图略），其长宽比超过，达到飑线的标准，且具有明显的组织结构；：（图）飑线达到旺盛阶段，从鲁西中部一直绵延到辽东半岛南端；：副高边缘商丘、亳州一带有对流系统发展（图略）；：（图）与飑线弓形回波结合，此时副高边缘商丘、亳州又有新生对流系统发展；至：（图）该新生对流系统与飑线系统后部结合；日：（图）飑线系统基本成准东西向，其东段入海后减弱，至此第一阶段线状对 流 性 降 水 结 束。第 二 阶 段，日 ：，蒙古冷涡缓慢东移，副高 等值线（以下简称 线）华北段始终位于山东南部至半岛第期肖明静等：多源观测数据逐半小时同化对一次区域持续性暴雨的敏感性试验一带，大 尺 度 环 境 系 统 相 对 稳 定；线 的 北 侧 切变线呈准东西向。雷达图（图）上显示的飑线系统位于鲁南东部的临沂地区西段在老单体消亡的同时一直有新单体生成，回波强度维持在 以上。注：黑色箭头代表新生对流系统。图 年月 日（）：、（）：、（）：、（）：，日（）：、（）：组合反射率因子 （）：，（）：，（）：，（）：，（）：，（）：图 年月（）日：至 日：的 累计降水量，和 日（）：、（）：、（）：、（）：、（）：的过去降水量 （）：，（）（）：，（）：，（）：，（）：（）：气象 第 卷注：红色虚线为切变线。图 年月 日：高度场（蓝色等值线，单位：）和 风场（风羽）（，：）（）：模式初始场的调整 地面各同化试验 时第一次同化数据相同，试验初始场（图）与同化试验分析场（图）地面温度、露点的变化对比显示，同化分析场在鲁中山区的温度和露点均明显降低，最高降低，而鲁中山区的周边地区趋势则相反，尤其是在鲁西北的东部温度最高升高。地面流场则体现了资料同化后鲁中山区的绕流作用，西南暖湿气流从东西两侧绕过山地后在鲁西北东部汇集，绕流导致风速加大，使得河北南部前期降水形成的冷池出流与西南暖湿气流形成的地面辐合和鲁西北北部的气旋性辐合增强，更有利于对流系统的发生发展。与实况相比，同化试验分析场较 试验更接近实况，湿度场的调整较为理想，但温度场整体略偏高于实况，尤其是鲁注：图中黑圈标注温湿度场差异较大之处。图 年月 日：（）实况、（）试验、（）第次同化后的（）地面温度（填色）和（）露点温度（填色）分别配合地面流场（流线）分布 （）（）（）（）（）（），（），（）：西北和鲁西（图 黑圈）温度明显高于实况；辐合线西南角和西北气流湿度场略低于实况（图 黑圈），说明一次同化结果能在一定程度上改善初始场，但也存在不理想的情况。图给出了：第次同化逐半小时各同化试验与 试验地面温湿度的差值场。：第次同化后，试验对地面温湿度场（图）调整不明显；而 试验的温度差值场基本为负值，鲁西北达到，湿度差值场基本为正值，鲁西南达；试验则为 和 试验的综合效果。结合图来看，同化了 资 料后的 和 试验对第次第期肖明静等：多源观测数据逐半小时同化对一次区域持续性暴雨的敏感性试验注：图中黑圈标注差值场大值区。图 年月 日：第次同化（分图号下标）逐半小时同化试验与 试验地面温度（等值线，单位：）和露点温度（填色）的差值场（）试验，（）试验，（）试验 （，：）（）（）：（），（），（）气象 第 卷注：字母指示 试验更接近实况之处。图 年月 日：（，）实况，（，）试验，（，）第次同化后各同化试验的（）地面温度场（填色），（）地面露点温度场（填色）分别配合地面流场（流线）分布（，）试验，（，）试验，（，）试验，（，）试验 （）（）（）（）（）：（，），（，），（，），（，），（，），（，）同化导致的鲁西北和鲁西地面温度过高现象进行了正向调整；试验湿度差值场在山东大部仍为正值，呈负向调整，而 试验湿度差值场在山东大部为负值，其他地区为正值，湿度场调整效果最佳。从第次（：）同化开始，试验（图）对鲁西北聊城和河北交界处飑线初生阶段湿度场较 试验明显降低，而 和 试验则较 试验湿度场升高。至：第次同化后，从温湿度场的差值来看，较 差值基本为正，而 差值基本为负，这也意味着未来降水量存在一定的差别。次同化后逐半小时各同化试验与 试验第期肖明静等：多源观测数据逐半小时同化对一次区域持续性暴雨的敏感性试验的温度、露点差值大值区与地面辐合线的相对位置不同。试验的温湿差值大值区（图）位于辐合线的东南方位，并与辐合线平行，试验该区域（图）位于辐合线偏东方向，试验中（图）则位于辐合线偏南方向。盛杰等（）研究发现高温高湿区相对于飑线的位置不同会导致飑线的传播方向不同。因此各同化试验暖湿位置的差异，导致各同化试验对流系统将沿各自的高温高湿区向不同方向传播。与图相比，年月 日：，经过次同化后（图），各同化试验地面热动力场分布对第次同化造成的过度调整部分均有一定的正向调整，且鲁中山区的绕流作用使得同化试验的辐合线较 试验均偏西北，与实况更相符，说明多次同化较单次同化可以得到更好的分析场。不同的是，次同化后各同化试验辐合线以北冷空气的风向略有不同，为西北风，为北西北风，为西西北风，基本为北风，各同化试验辐合线以南的暖湿空气的风向也略有不同，冷暖空气的配置不同，将导致地面辐合线未来走向不同。而从图 的河北南部的出流位置（），鲁西北东部的温度及流场分布（），半岛中部（）、鲁南及江苏北部（）的温度分布，图 鲁西聊城地区（）及鲁西北东部（）湿度分布均能明显看出 试验更接近实况。高空各同化试验：第次同化数据相同，同化试验分析场（图）对 风向调整不明显，与 试 验 初 始 场（图 ）相 似，且 与 资 料（图）基本相符，但对风速有一定调整，对比风速订正（孟宪贵等，）后的 资料，大部分位置同化有正效果，结合图 可以看出同化分析场存在 处调整错误，处调整不足，、处调整过度的现象，这可能与高空观测资料较少，且高空资料并非同化时刻资料而是同化时刻前后同化时间窗内的资料有关，也说明一次同化对高空场的改善并不理想。图 给出了 年月 日：第次逐半小时各同化试验 风场及分别与 试验风速的差值场。：第次同化后，试验对 风场（图 ）调整不明显；和 试验的风速较 试验有较大调整，以东变化相似，山东中部及半岛和黄渤海部分地区最大增大了，除此之外，试验在山西北部和河北中部 西北风速较 试验明显增大，而山西南部和河南北部的西南风速则明显减小。结合图来看，半点同化 资料后对分析场均有正向调整，弥补了第次同化的不足。就风向而言，试验山西北部和河北中部 西北风与其他两个半点试验 风 向 有 大 约 的 夹 角。后 面 几 次 同 化：试验较之 试验，西北风先增强后减弱，而西南风基本为增强；试验较之 试验，则西北风先减弱后增强，西南风基本为减弱；试验则为 和 试验同化效果的叠加。试验第次同化后（图 ）河北南部偏 东 沿 山 东 省 界 出 现 一 条 东 北西 南 向 风速强弱交替带，即有对流产生，生成时间最注：字母标注同化分析场与 试验差异较大之处。图 年月 日：（），（）试验，（）第次同化后 风场（风矢和填色），（）同化试验与 试验 风速差值场 （）（）（），（），（），（）：气象 第 卷注：图中黑圈标注风速差异较大之处。图 年月 日第次同化（分图号下标）逐半小时同化试验 风场（风羽）及（）试验，（）试验，（）试验分别与 试验风速差值场（填色）（）（），（）（），（），（）第期肖明静等：多源观测数据逐半小时同化对一次区域持续性暴雨的敏感性试验晚，居中，说明 资料同化率先改变了高空场。次同化后各试验鲁西北聊城、德州地区飑线初生位置均有一条东北西南向的风速强弱交替带，逐半小时各同化试验与 试验 飑线两侧冷暖空气的强度不同，表明干冷空气侵入的程度和西南急流的强度不同。飑线后部的冷空气，试验最弱，最强；飑线前部的暖湿空气则是 最强（图 黑圈）。各同化试验冷暖空气的配置差异，标志着各同化试验未来雨带分布位置不同。图 给出的 日：各试验 分析场冷 暖 气 流 的 风 向 相 似，且 基 本 与 资 料（图 ）相符，但各试验风速及急流大值区分布有一定差别。从西北气流来看，和 试验偏弱，试验最强。而对西南急流而言，试验最弱，以上急流区范围明显偏小，试验次之，试验 急流区则略偏西北。各试验对应的飑线位置为鲁西北聊城、德州一带一条东北西南向的弱风区，而弱风区的位置不尽相同，试验中该弱风区位于 以北，试验除存在和 试验一样但略偏南的弱风区外，在河南与山东聊城交界处也有一段弱风区，其他试验则两段弱风区较连续，但弱风区北侧较模糊，南侧较清晰，各试验弱风区与急流区的位置匹配。弱风区的位置和地面辐合线的位置相对应，翟国庆和俞樟孝（）、吴海英等（）、高梦竹等（）的研究表明，飑线的触发与低层辐合线（包括阵风锋、海风锋辐合线以及地形辐合线等）、干线、锋面以及地形抬升等有关。结合图 飑线初生位置西南方（黑圈）急流情况，试验中此处（图 黑圈）急流最强，较 试验平均高，且与实况更相符，有利于强对流的发生发展；试验该位置急流最弱，其他三个同化试验居中。各试验弱风区情况及其西南侧急流不同意味着飑线触发位置和强弱不同。由于资料同化对背景场的影响范围有一定的阈值设置，使得地面资料同化较容易改变近地面场，而 资料则较容易改变高空场，这与陈锋等（）结论相似。总之，从对地面和高空同化分析场的分析可以看出，前几次同化对分析场的改变是一个逐步调整的过程，每次调整单独同化某一种资注：图中黑圈标注急流差异较大之处。图 年月 日：（），（）试验，（）第次同化后各同化试验的 风场（风矢和填色）（）试验，（）试验，（）试验，（）试验 （）（），（），（）：（），（），（），（）气象 第 卷料的试验都存在一些调整不足或调整过度的情况，而 试验同化效果是 和 试验同化效果的叠加，且与实况最相符，多次同化是一个使分析场逐渐逼近实况的过程。试验结果分析 累计降水从 日：至 日：各试验累计降水（图）来看，未同化资料的 试验（图 ）降水基本在青岛地区，以上大值区范围偏小，以 上 降 水 漏 报；试 验（图 ）则 以上大值区范围偏大，以上量级降水落 区 偏 北，范 围 偏 小；试 验 降 水 落 区（图 ）与实况最为一致，强降水主要集中在鲁南东部地区，且暴雨以上量级降水落区的形状、范围和走向都与实况最为一致，呈东西走向，格点 降水量最大值为 ，格点位置为 、，与国家级资料最大降水站点（沂南站）的 降 水 量 和 位 置（，、）均极为相似；试验（图 ）降水虽然 也 集 中 在 鲁 南 东 部，但 落 区 整 体 偏 北，且 以上的特大暴雨落区范围偏小；试验（图 ）降水落区较 试验明显偏西，特大暴雨以上量级降水范围偏小。半点同时同化 资料和 资料的试验预报效果最好，就落区形态和 以上降水大值区范围而言，“拒绝”同化 资料的试验比“拒绝”同化 资料的试验预报效果差，说明试验中 资料同化起到了更为重要的作用。降水区域持续性降水阶段的 日：段实况降水连续均有个或以上测站出现超过 强度的降水。图 给出了各试验该时段各时次过去降水分布，和 试验落区相似，但 试验降水较弱，且落区较分散，和 试验落区分别偏北、偏西南。就降水强度而言，试验除：漏报 以上降水外，其余时次均与实况最为接近，日：达此次过程小时降水量最大值（，双堠站，图），试验小时降水量极值达 ，与实况最接近，、试验的该值分别为 、。图 年月 日：至 日：（）试验和（）各同化试验 累计降水量（）试验，（）试验，（）试验，（）试验 ：（），（）（），（），（），（）第期肖明静等：多源观测数据逐半小时同化对一次区域持续性暴雨的敏感性试验注：分图号下标分别代表：、和 试验。图 年月 日（）：，（）：，（）：，（）：，（）：各同化试验过去降水量 （）：，（）：，（）：，（）：（）：组合反射率图 给出了图对应时次各同化试验组合反射率情况。：（图 ）各同化试验均在冷涡降水南侧的鲁西北德州聊城一带生成一东北西南向线状对流回波带，和 试验线状回波带的强度和位置最为接近，与实况（图）更相符，试验（图 ）略偏弱，且线状回波带东北端较实况偏东南，试验（图 ）线状回波最弱，与实况差异较大。随时间推移，各试验线状回波均向东南移动，：（图 ）与：各试验情况相似，但强回波带位置略有差异。：（图 ）和：（图 ）由于线状回波所处位置不同使得各试验飑线尾部与西南新生对流系统（黑色箭头所指）的结合情况不同，和 试验未结合，这也直接导致了 和 试验未来降水偏弱；试验结合位置与实况接近；因为飑线系统最为偏南，与新生系统结合较早，新生系统已并入飑线，形成飑线系统的新尾。：飑线东半段入海减弱，西半段长时间滞留在鲁南东部地区，但各试验强回波位置略有不同，试验前期（图 ）偏西，后期（图 ）向东偏移，其他试验强回波位置则相对稳定，则一直处于临沂地区，与实况（图）吻合，试验较 偏北，则较 偏西。气象 第 卷注：黑色箭头代表新生对流系统；分图号下标分别代表：、和 试验。图 年月 日（）：、（）：、（）：、（）：，日（）：、（）：的各同化试验组合反射率（填色）（）：，（）：，（）：，（）：，（）：，（）：结论中纬度地区的区域持续性暴雨时有发生，而期间连续长时间的短时强降水却不多见，由于短时强降水的对流属性，导致预报难度较大，是影响定量降水预报准确率的重要原因。本文利用逐半小时更新预报系统对 年月 日鲁南一次区域持续性特大暴雨过程进行逐时和在半点同时同化或分别“拒绝”资料和 资料的逐半小时敏感性同化试验，以分析高频资料同化应用问题，得到以下主要结论。第期肖明静等：多源观测数据逐半小时同化对一次区域持续性暴雨的敏感性试验（）半点同时同化 资料和 资料的试验对此次持续性暴雨 累计降水和短时强降水预报有显著改进作用，说明提高同化频次以加大高频资料的利用率对数值预报有正效果。（）在半点增加高频资料同化过程中，同时同化资料和 资料的试验，均比“拒绝”其中一种同化资料的试验准确；“拒绝”同化 资料的试验比“拒绝”同化 资料的试验预报效果差，说明在半点同化试验中 资料同化起到了更为重要的作用。（）快速更新循环同化对初始场的改善是一个逐步调整的过程，不同同化资料和频次对分析场的影响各有不同，同时同化 资料和 资料的逐半小时同化试验初始场与实况最接近。（）在不同同化方案中，地面高温、高湿区相对辐合线的位置不同和高空冷暖空气强弱与配置不同，造成飑线系统的运动方向不同，是导致各试验区域持续性降水落区存在较大差异的主要原因；而飑线系统位置的差异导致其与西南暖湿气流中的新生系统结合程度不同，造成了未来降水强弱的差异。参考文献曹润东，陈军明，赵平，地面观测资料地形高度订正对我国东部暴雨数值模拟的影响 气象与环境科学，（）：，（）：（）陈葆德，王晓峰，李泓，等，快速更新同化预报的关键技术综述 气象科技进展，（）：，（）：（）陈锋，董美莹，冀春晓，不同资料同化对登陆台风菲特（）短时预报的影响研究气象，（）：，（），（）：（）陈敏，数字滤波初始化（）在高水平分辨率模式中的应用 气象学报，（）：，（）：（）陈子通，黄燕燕，万齐林，等，快速更新循环同化预报系统的汛期试 验 与 分 析 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