为提升强对流、暴雨等灾害性天气的监测能力，近年来华北地区包括北京、河北、山西、陕西等陆续启动了X波段相控阵雷达与多普勒雷达的加密建设，并于S波段和C波段雷达形成协同观测。与此同时，华北地区极端暴雨事件显著增多增强，如2021年郑州“7·20”特大暴雨和2023年华北“23·7”等，均造成严重灾害。如何充分利用不同波段雷达互补的观测优势，将其同化到数值模式中，从而改善华北暴雨的预报效果，已成为当前亟待解决的关键问题。本文以2024年7月29—30日山西中南部一次区域性暴雨为例，基于集合卡尔曼滤波方法同化C波段多普勒雷达和X波段多普勒雷达径向风数据，对比分析单独同化C波段、X波段雷达资料以及二者联合同化对分析场和确定性预报的影响。研究结果表明：单独同化C波段雷达资料可有效调整大尺度环流场，但会造成对流系统位置偏差；单独同化 X 波段雷达能够精细刻画局地对流结构，但其同化增量的空间影响范围较为有限。二者联合同化可充分发挥不同波段雷达的优势，有效修正风场、位温的分析增量偏差，明显提升对流系统组合反射率因子的形态、强度模拟效果。从确定性预报结果可以看出，联合同化方案对大到暴雨的落区与强度预报提升效果显著，针对100 mm以上大暴雨过程，其临界成功指数、命中率均高于单波段同化试验，漏报率也为四组试验最低。物理机制分析显示，联合同化通过优化低空急流的水汽输送路径与强度，改善垂直上升运动、湿度场的空间配置，为区域性强降水的发生与维持构建了更合理的动力、水汽及热力条件。

 

华北暴雨，雷达资料同化，集合卡尔曼滤波，X波段和C波段雷达