华南前汛期极端暴雨事件频繁发生，其中暖区暴雨（WSHR）以突发性强、降水极端、持续时间短为特征，常引发山洪、城市内涝、山体滑坡等灾害，易造成严重的人员伤亡和财产损失。相较于锋面暴雨和热带气旋暴雨，当前业务数值模式对 WSHR 的预报能力仍相对较弱。主要是因为 WSHR 触发及其演变机制认识还不足、数值模式资料同化初值精度有限以及物理过程参数化方案适用性较差等。本研究将风云四号A卫星（FY-4A）红外成像仪（AGRI）的全空红外水汽辐射资料（6.25 μm）首次同化进集合卡尔曼滤波系统。选取 2022年5月10-11日发生在华南的一次典型暴雨过程，评估了全空红外辐射资料同化对提升 WSHR 预报的增益价值。设计了包括晴空、全空、多尺度全空以及无观测同化的四组循环同化试验。主要结论如下：
1. 与无观测资料同化的控制试验相比，FY-4A AGRI 全空辐射资料同化能显著改善 0–6 小时内的水汽、温度和风场模拟精度，在云场分析和1-6小时降水预报方面显著优于其他试验，表明 FY-4A AGRI 全空水汽辐射资料同化能有效改善短时强降水的预报能力。
2. 全空同化试验亮温诊断显示，FY-4A AGRI全天空辐射资料的新息向量存在正偏差，该偏差主要因为云边缘观测的有效同化不足，导致WSHR事件云区新息向量异常大，凸显了当前AOEI和ABEI方法的局限性。当模拟与观测的云位置相邻但错位时，即使通过ABEI充分放大背景误差，过度膨胀的观测误差（AOEI）和过小的局地化半径也会阻碍观测的有效同化。多尺度连续协方差局地化方法可在一定程度上缓解此类问题，提升跨云区边界的观测同化效率。
3. 多尺度连续协方差局地化的全空同化试验能更准确地刻画多尺度天气系统，如槽线波动、水汽输送分布和风场结构，相较于全空试验，在 1–6 小时预报阶段对 WSHR 的位置和强度预报精度均有进一步地提升。多尺度全空同化试验对切变线和锋面系统引发的降水预报能力亦有改善。然而，由于高层水汽敏感通道辐射资料对边界层急流强度与方向的校正能力有限，预报结果与实况之间仍存在一定偏差。此外，所有亮温同化试验对24小时降水预报能力的提升仍较为有限。
综上所述，本研究初步验证了FY-4A AGRI 全空水汽辐射资料集合同化的可行性及其在改善华南暖区暴雨短时预报方面的潜力。未来研究可进行偏差订正、观测局地化优化，并结合多源观测资料同化，进一步提升 WSHR 的精细化预报水平。

卫星资料同化；全空红外辐射；集合卡尔曼滤波；暖区暴雨