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AAS封面故事:地球静止轨道高光谱红外大气探测仪将有效改进局地强风暴预报
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2018-08-29 | 【 【关闭】

   《大气科学进展》2018年第10期封面

  美国威斯康星大学气象卫星合作研究所、国家环境卫星信息和服务局卫星应用和研究中心及海洋大气研究办公室大西洋海洋和气象实验室的科学家团队撰写的“Value-added Impact of Geostationary Hyperspectral Infrared Sounders on Local Severe Storm Forecasts—via a Quick Regional OSSE”入选2018年《大气科学进展》第十期封面文章,于2018年8月22日正式在Springer上线。该文开发了一个区域观测系统模拟试验系统,研究了对地静止高光谱红外探测仪对局地风暴预报的价值。

  来自地球静止轨道的高光谱分辨率红外大气垂直探测仪,能提供近乎连续的大气动力和热力三维信息。这些前所未有的关于大气垂直结构和变化的信息,对临近预报和数值天气预报具有重要意义。搭载在2016年12月发射的中国风云四号A星上的地球同步干涉红外测深仪(GIIRS),成为国际上第一个在地球静止轨道上的高光谱红外大气探测仪,其观测资料已经成功应用于中国气象局GRAPES全球4D-Var同化预报系统,并且在今年的台风“玛莉亚” 和“安比”的实时业务预报中对台风路径和风雨预报有改进。欧洲气象卫星组织(EUMETSAT)也将于2022年左右发射搭载高光谱红外大气探测仪的地球静止气象卫星。

  该封面文章针对地球静止卫星高光谱红外大气探测仪观测在局地强风暴预报中的作用和影响进行研究和评估,开发了一个快速的区域观测系统模拟试验框架和系统, 包括高分辨率的自然大气场景(nature run)的生成,观测的模拟和验证,以及对局地强风暴预报的影响研究。试验结果表明,与现有的地球低轨道高光谱大气红外探测仪观测相比,地球静止轨道高光谱红外探测仪对数值天气预报模式具有更大的空间覆盖率和更高的时间分辨率,能够在现有观测数据的基础上,改进局地强风暴预报,减少整体分析和预报误差。此外,更频繁的同化和更小的数据稀疏距离能使更多的观测数据被同化, 从而进一步增加地球静止轨道高光谱红外探测仪的正影响效果(详见论文)。

  文章的通讯作者李俊研究员认为,如何在同化系统中有效利用地球静止卫星高光谱红外大气探测仪的高时间分辨率信息将是局地强风暴和热带气旋预报中用好该资料的关键,这方面仍然需深入研究。

 

  同化地球静止轨道卫星高光谱大气探测仪改善了所有三个分析时间的温度场。 图所显示为自然场景和控制试验(蓝色)之间200 毫巴至1000毫巴温度均方根差(RMSD),自然场景和同化静止卫星高光谱大气探测仪观测(红色)之间200毫巴至1000毫巴温度均方根差。分析场时间为: (a)5月26日1200 UTC,(b)5月26日1800 UTC,(c)5月27日0000 UTC。

  

  Citation: Li, Z. L., and Coauthors, 2018: Value-added impact of geostationary hyperspectral infrared sounders on local severe storm forecasts—via a quick regional OSSE. Adv. Atmos. Sci., 35(10), 1217–1230, https://doi.org/10.1007/s00376-018-8036-3.

 
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