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ATMS辐射资料同化对北京“7.20”强降水预报影响

卫星资料同化,ATMS,微波辐射亮温,强降水预报,睿图-ST

新一代跨轨道微波扫描仪ATMS继承了微波温度计AMSU-A和微波湿度计MHS的功能，可以为数值预报模式同时提供大气温度和湿度信息的观测。本研究基于有限区域数值天气预报模式睿图-ST(短期)预报系统，针对2016年7月18-20日的北京地区强降雨天气，进行了ATMS微波辐射资料的同化应用及其对预报结果的评估分析。研究设计了同化前后的两组试验，其中CTRL试验中只同化了常规和探空观测资料，另一组试验同时同化了JPSS-NPP卫星的ATMS辐射资料。对比评估研究结果表明，在常规观测资料比较丰富的情况下，ATMS辐射资料同化依然能够对模式的初始场温度、湿度以及风场有所改善。ATMS卫星资料同化之后，模式初始湿度场在垂直和水平方向上的空间分布和强度出现了明显变化，直接影响到了后续相关要素的预报精度。ATMS辐射资料同化前后的降水预报评分对比分析发现，在预报的0-18时，ATMS提高了不同降雨量级的HSS（Heidke Skill Score）评分,尤其是6-12时，空报现象有一个整体的较明显改善（BIAS更接近于1）；同时，0-12时的错报率（FAR）现象整体降低，尤其是前6小时，50mm强降雨量级的错报率出现了一个明显的改善。该研究定量评估了ATMS辐射资料同化对有限区域数值模式睿图-ST系统中强降雨预报的影响，为ATMS微波辐射资料在睿图-短期系统中的同化应用以及预报技能的提升提供了参考依据。