黄海海雾卫星数据同化中不同辐射传输模式的效果分析word格式论文.docxVIP

致谢本文是在我的导师高山红教授的悉心指导下完成的。首先衷心的感谢高老师在这三年里，对我的学习和生活所倾注的大量时间和心血。高老师不厌其烦地教导我如何用科学严谨的态度对待科研，如何用敏锐的思维方式进行科学问题的思考，如何努力成为职业的气象工作者，如何做一个正直的人，实现自己的价值。他毫无保留地与我们分享他的生活和科研经历，与他交谈总是获益匪浅。种种的关心与帮助历历在目，让我时刻牢记于心。高老师为人正直，治学严谨。这三年的学习生活是伴随着高老师坦诚的谈话、严厉的批评和不断的鼓励度过的，他经常鼓励我参加各地的学术会议并坚持让我做报告，给我提供了多次锻炼胆识的机会，尽可能地创造良好的环境来支持我的科研生活，这一切都令我感激于心。硕士研究生学业的完成也要感谢每天大部分时间在一起学习和工作的同门师兄妹们，大家的团结合作使科研工作取得了最快的进度，和谐的学习环境给予了我极大的支持。与我并肩作战的同学们在学习生活中相互鼓励，经历的困难和美好令我的研究生生涯充实难忘。还要感谢海洋环境学院七年来对我的栽培，专业课老师们传授我知识的同时对于我生活方面的无私帮助。在未来的人生路上，海环人的正直、热情将影响我的一生，也将指引着我朝着正确的方向不断前进。当然，还要感谢家人对我一如既往的关心与支持，令我能够专心地工作和生活，这些都让我无以为报，唯有铭记。本论文主要受国家自然科学基金（No. 和黄渤海高影响天气预报中的关键技术研究（GYHY201106006）的资助，在此表示衷心的感谢。同时，本论文使用了下列软件著作权所属软件（包括气象电码报文观测数据的解码和可视化软件V1.0（2013SR049648,高山红，郑怡，王永明）、大气数值模拟与再分析格点数据绘图软件V1.0（2013SR041458，高山红，陆雪，王永明）、Cycling-3DVAR同化系统V1.0（2013SR041454，高山红，王国松，王永明）），另外还要感谢WRF，NCL，GrADS开发组。同时，感谢盛立芳教授无偿提供的小型服务器的计算与存储资源及海洋环境学院计算中心所提供的有偿周到的数值计算资源。陆雪2013年4月青岛黄海海雾卫星数据同化中不同辐射传输模式的效果研究摘要黄海海雾数值预报中三个问题——初始场质量、微物理与边界层的选择——非常关键。由于海上常规观测数据的严重匮乏，本文试图同化卫星辐射数据来提高海雾模拟的初始场质量。然而，利用数据同化改进初始场之前，需要事先确定最优微物理与边界层方案。选取10次典型的大范围黄海海雾过程为研究对象，借助WRF(WeatherResearchandForecasting)模式及其3DVAR(threedimensionalvariational)数据同化模块开展研究。首先实施了不同微物理和边界层方案组合下的海雾数值预报试验，依据MTSAT(Multi-functionalTransportSatellite)观测事实对结果进行统计，分析了不同微物理与边界层方案的优劣。然后，在此基础上选定YSU边界层方案与Lin微物理方案，对12次典型黄海海雾过程开展了辐射传输模式CRTM和RTTOV对ATOVS卫星辐射数据的同化效果比较研究。微物理与边界层方案的试验结果表明，1）无论就统计平均还是单一个例而言，WRF 预报结果对边界层方案高度敏感，而对微物理方案敏感性相对较弱。2）最佳边界层与微物理方案组合为YSU与Lin方案，最差为Mellor-Yamada与WSM5方案。3）YSU与MYNN方案位列最优边界层方案，Mellor-Yamada与QNSE方案则位列最差；YSU与MYNN边界层方案的最优者应依据不同海雾个例进行优选。4）Mellor-Yamada、QNSE 边界层方案预报的近海面湍流过强导致边界层过高，不利于海雾的发展与维持；而MYNN与YSU方案刻画的湍流强度与边界层高度适合海雾发展与维持。5）微物理方案对模式的影响依赖于雾滴数预报与否及其初值的给定数值。通过对辐射传输模式CRTM和RTTOV的同化效果的比较分析，得到结论：1）同时同化多颗卫星辐射数据的效果明显优于仅同化单颗卫星数据。2）RTTOV 模式不仅因为明显改进初始场的温度、湿度与流场从而导致同化效果优于CRTM模式，而且运行更加稳定。关键词：黄海海雾；卫星辐射数据；辐射传输模式；参数化方案；数据同化试验Studyontheeffectofdifferentradiativetransfermodelsin theYellowSeafogsatellitedataassimilationAbstractTherearethreemainissuesthatareimportanttotheWRFnumericalprediction