用于強對流天氣預報的同化地閃轉換代理雷達回波的方法 技術(shù)領(lǐng)域 ...

本發(fā)明屬于通信領(lǐng)域，具體的是涉及一種用于強對流天氣預報的同化地閃轉換代理雷達回波的方法。

背景技術(shù)

在中小尺度數值預報中，氣象工作者們通過(guò)資料同化手段將分析資料與觀(guān)測資料融合來(lái)為模式提供初始場(chǎng)，由于計算方法的限制，早期同化的觀(guān)測資料普遍為常規觀(guān)測，例如風(fēng)、溫、壓、濕等。然而大量研究表明，由于觀(guān)測資料的單一，用再分析資料和常規觀(guān)測模擬得到的初始場(chǎng)中所包含的中小尺度信息往往非常有限。隨著(zhù)大氣探測的手段越來(lái)越豐富，出現了很多非常規觀(guān)測資料，例如多普勒雷達資料、衛星資料、閃電資料等。這些探測手段得到的探測數據包含有比常規數據更豐富的天氣信息，但其中部分并不是常規的氣象數據。因此氣象工作者們開(kāi)始大膽嘗試著(zhù)將非常規觀(guān)測資料同化到模式中，來(lái)改善模式的初始場(chǎng)。20世紀70年代中期，由于航天發(fā)射遭到雷擊，美國率先展開(kāi)了對雷電信息監測的研究，到目前已經(jīng)在全國范圍內建立了國家閃電定位網(wǎng)(National Lightning DetectionNetwork，NLDN)。其能夠實(shí)時(shí)提供高精度的閃電探測資料，對地閃的監測效率在70％以上。由于閃電監測起步較晚，因而相對于其它大氣資料而言，同化閃電定位網(wǎng)資料的相關(guān)研究結論也較少。閃電資料的同化難點(diǎn)在于：閃電定位網(wǎng)資料的觀(guān)測量并不是模式變量，因此在同化前需要建立它與模式變量或相關(guān)模式診斷量的聯(lián)系。目前已有的閃電數據同化方法大致包括兩種：(1)將閃電數據作為控制積云對流參數化方案的開(kāi)關(guān)，觸發(fā)或抑制積云對流參數化方案；(2)通過(guò)統計關(guān)系將閃電數據轉化為模式相關(guān)變量，然后間接同化。

目前變分同化方法作為資料同化的主流方法，迅速興起并成功運用于業(yè)務(wù)中。目前所應用的四維變分資料同化雖然在一定程度上解決了三維變分中的時(shí)間窗和模式約束問(wèn)題，但其目標函數梯度的計算需要花費巨大的計算量，這使得四維變分資料同化在業(yè)務(wù)方面的應用受到很大限制。

發(fā)明內容

針對現有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明旨在提供一種用于強對流天氣預報的同化地閃轉換代理雷達回波的方法，可以在三維變分系統中實(shí)現對地閃資料快速有效的同化，可有效改善強對流天氣系統的短臨預報。

技術(shù)負責人： 楊毅  大氣科學(xué)學(xué)院