同化“追风计划”中非对称下投式探空资料对台风的影响

台风是一种高影响强对流天气系统，如何提高台风预报精度不仅是各业务中心和科研机构高度关注的科学问题，也是一种国家重大需求问题。改进台风初值质量是提高台风预报的重要途径之一，但洋面观测资料的短缺成为该途径的主要障碍。为了克服此困难，美国和我国台湾地区分别执行了台风监测计划，其监测数据改进了台风平均路径预报。但因其初始化方案的局限性，一些不对称下投式风探空资料会破坏初值场的平衡，反而导致路径预报技巧降低，以致在使用时不得不将台风中心附近的珍贵资料剔除。针对该问题，本项目拟基于降维投影四维变分同化探索新的台风初始化方法，使其充分使用上述监测资料，尤其是那些被剔除的珍贵资料，更好地改善台风初值质量，提高台风预报精度。项目拟进一步对不对称下投式风探空资料进行分组试验（包括垂直，水平方向，不同变量间），研究不同区域、不同变量的下投式探空对台风预报的影响，从理论和实际观测的角度探讨台风的目标观测。

提高台风预报准确度对防灾减灾具有重大的意义，台风监测计划（追风计划）缓解了洋面上观测数据的缺乏，为改进台风预报引入更多的观测数据。本项目针对台风监测计划中非对称取样的下投式风探空资料展开研究，通过进一步提高同化技术改进探空资料不对称取样带来的台风预报负效果。本项目基于中尺度预报模式MM5的降维投影四维变分同化系统（MM5-DRP-4DVar），建立了MM5的一个新的台风涡旋初始化系统（MM5-DRP-VIS）。通过与已有MM5人造台风涡旋资料同化系统（MM5-BDA）进行比较，检验了新初始化系统的性能，结果表明MM5-DRP-VIS构造的台风结构，底层不会产生虚假的高温，台风结构更加合理。进一步选取“追风计划”中不对称取样的下投式风探空台风个例，将下投式风探空资料进行不同的分组试验以及选取不同的下投式风探空观测变量同时考虑加入或不加入人造涡旋资料进行初始化试验，分析了各种情况对台风路径以及强度预报的影响，以便为如何充分利用不对称下投式风探空资料改进台风预报提供参考。