GNSS水汽协同数值模式的小流域气象参数预报研究
编号:181
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更新:2026-08-01 12:43:03 浏览:0次
张贴报告
摘要
复杂地形下小流域气象参数预报是区域数值天气预报和业务预报中的重要研究内容。然而,小流域常规气象观测站点稀疏,空间代表性有限,全球预报背景场难以充分刻画局地水汽的快速变化,从而制约了高分辨率数值模式下小流域气象参数的精细化预报。为此,本文提出一种GNSS水汽协同数值模式的小流域气象参数预报方法,该方法以陕西省汉中市沙河流域及周边地区为研究区域,利用4个自建GNSS-Met站开展PWV反演,并利用RS PWV和ERA5 PWV进行精度检验,在此基础上,设置CTRL、MET和MET+PWV三组试验,以GFS资料驱动WRF模式初始场,并利用129个地面自动气象站资料,从逐小时降水、累计降水空间分布以及近地面气象要素等方面评价GNSS PWV同化效果。统计结果表明,MX01站GNSS PWV与57127并址探空站PWV的RMSE为2.28mm,R²为0.96;4个GNSS-Met站与ERA5 PWV的RMSE均小于3mm,表明GNSS PWV能够较可靠地刻画出研究区域内大气可降水量的时序变化。在2026年5月15日06时至5月17日12时的降水过程中,MET+PWV方案削弱了CTRL和MET在降水初期的预报强度高估的现象,并改善了主要降水中心的空间分布;MET+PWV方案的逐小时降水RMSE较CTRL和MET分别降低12.7%和4.7%;同化后1-6h内,其降水预报误差整体最低,且相对两类对比方案的增益随预报时效延长逐渐减弱;MET+PWV方案的逐小时TEM、RH和SP平均RMSE较CTRL分别降低21.1%、17.3%和4.2%,较MET分别降低12.4%、10.1%和1.8%;按6h预报统计,TEM、RH和SP的RMSE较CTRL分别降低11.1%、24.8%和3.6%,较MET分别降低4.8%、11.1%和2.7%。在2026年3月14日至15日的非降水时段中,MET+PWV方案在同化后1-6h内对TEM、RH和SP均保持正向改善,其中对RH的改进效果更为突出。上述实验结果表明该方法可有效补充山区小流域水汽观测不足,改善WRF模式初始场水汽质量,为复杂地形小流域短时降水和近地面气象参数精细化预报提供了可行技术路径。
关键词
GNSS PWV,数值模式,资料同化,小流域,气象参数
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