地面和探空资料的EnKF同化对北京7·21极端暴雨模拟的影响

doi:10.13209/j.0479-8023.2019.004

北京大学学报自然科学版 ›› 2019, Vol. 55 ›› Issue (2): 237-245.DOI: 10.13209/j.0479-8023.2019.004

地面和探空资料的EnKF同化对北京7·21极端暴雨模拟的影响

孟智勇^1,†, 唐晓静¹, 岳健², 白兰强¹, 黄龄³

1. 北京大学物理学院大气与海洋科学系, 北京 100871
2. 国家气象中心, 北京 100081
3. 中国气象科学研究院, 北京 100081

收稿日期:2018-03-22 修回日期:2018-07-05 出版日期:2019-03-20 发布日期:2019-03-20
通讯作者: 孟智勇, E-mail: zymeng(at)pku.edu.cn
基金资助:
国家自然科学金(41375048, 41425018)资助

Impact of EnKF Surface and Rawinsonde Data Assimilation on the Simulation of the Extremely Heavy Rainfall in Beijing on July 21, 2012

MENG Zhiyong^1,†, TANG Xiaojing¹, YUE Jian², BAI Lanqiang¹, HUANG Ling³

1. Department of Atmospheric and Oceanic Sciences, School of Physics, Peking University, Beijing 100871
2. National Meteorological Center, Beijing 100081
3. Chinese Academy of Meteorological Sciences, Beijing 100081

Received:2018-03-22 Revised:2018-07-05 Online:2019-03-20 Published:2019-03-20
Contact: MENG Zhiyong, E-mail: zymeng(at)pku.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

针对2012年7月21日北京极端暴雨的业务预报误差, 详细地考察地面和探空资料的EnKF同化对7·21极端暴雨总体时空分布和暴雨触发地面特征模拟的影响, 进而揭示预报误差的可能原因。结果表明, 资料同化显著地改善了北京地区降水时空分布的模拟结果, 证实了前人基于观测和敏感性分析提出的“低涡是北京7·21暴雨的关键影响系统”的判断, 揭示出低涡对应的地面低压东侧倒槽对北京7·21暴雨的直接贡献。研究结果显示, 业务数值模式对此次极端暴雨预报失败的主要原因可能是对低涡和低涡对应的地面低压东侧倒槽强度和位置有较大的预报误差。

关键词: 7·21暴雨, 低涡, 倒槽, 极端暴雨, 北京

Abstract:

Regarding the forecasting errors of operational models for the high-impact extremely heavy rainfall event in Beijing on July 21, 2012, this work examines the impact of assimilating surface and rawinsonde observations using EnKF data assimilation system on the simulation of rainfall distribution and the surface features in the initiation period of the rainfall in Beijing, and reveals the possible reasons for the forecasting errors. Results show that data assimilation significantly improves the simulation of rainfall distribution, confirming that the cyclonic vortex is the key influencing system of the heavy rainfall event, which was proposed by previous researchers based on observations and sensitivity analyses. This work also reveals that the surface low and its associated inverted trough are the direct producers of the rainfall in Beijing. These results indicate that the reason of the failure of the operational models in this extremely heavy rainfall is the large forecasting errors in the strength and location of the cyclonic vortex and the associated inverted trough eastward of the surface low.

Key words: 7·21 heavy rainfall, cyclonic vortex, inverted trough, extremely heavy rainfall, Beijing

孟智勇, 唐晓静, 岳健, 白兰强, 黄龄. 地面和探空资料的EnKF同化对北京7·21极端暴雨模拟的影响[J]. 北京大学学报自然科学版, 2019, 55(2): 237-245.

MENG Zhiyong, TANG Xiaojing, YUE Jian, BAI Lanqiang, HUANG Ling. Impact of EnKF Surface and Rawinsonde Data Assimilation on the Simulation of the Extremely Heavy Rainfall in Beijing on July 21, 2012[J]. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis, 2019, 55(2): 237-245.

导出引用管理器 EndNote|Ris|BibTeX

链接本文: https://xbna.pku.edu.cn/CN/10.13209/j.0479-8023.2019.004

https://xbna.pku.edu.cn/CN/Y2019/V55/I2/237

[1]	张豪, 冯长春, 郭永沛. 城市边缘区“三生”空间格局演变与驱动因素分析——以北京市朝阳区为例[J]. 北京大学学报自然科学版, 2023, 59(3): 478-488.
[2]	朱宇宁, 孟智勇, 雷蕾, 易笑园, 刘泓君, 李飒. 中国东北冷涡背景下连续发生的中尺度对流系统的组织演变特征个例分析[J]. 北京大学学报自然科学版, 2022, 58(3): 421-433.
[3]	丛丽, 徐琳琳, 方小雨. 冬奥会申办成功对北京旅游目的地感知形象的影响[J]. 北京大学学报自然科学版, 2021, 57(3): 496-506.
[4]	于超月, 王晨旭, 冯喆, 吴克宁, 赵华甫. 北京市生态安全格局保护紧迫性分级[J]. 北京大学学报自然科学版, 2020, 56(6): 1047-1055.
[5]	刘玉, 唐林楠, 潘瑜春. 北京市农业发展与资源环境的耦合过程与解耦分析[J]. 北京大学学报自然科学版, 2020, 56(3): 539-545.
[6]	王越昊, 李成才, 初奕琦, 檀望舒, 任静静. 利用探空秒数据估算北京地区日最大混合层高度[J]. 北京大学学报自然科学版, 2020, 56(2): 223-230.
[7]	赵鹏军, 曹毓书. 基于多源LBS数据的职住平衡对比研究——以北京城区为例[J]. 北京大学学报自然科学版, 2018, 54(6): 1290-1302.
[8]	张冬健, 薛惠文. 2015年北京、上海和拉萨PM_2.5浓度日变化和日际变化分析[J]. 北京大学学报自然科学版, 2018, 54(4): 705-712.
[9]	邹青青, 蔡旭晖, 郭梦婷, 宋宇, 张小玲. 北京地区大气污染物源区特征及与重污染过程的关系[J]. 北京大学学报（自然科学版）, 2018, 54(2): 341-349.
[10]	周一敏, 赵昕奕. 北京地区PM_2.5浓度与气象要素的相关分析[J]. 北京大学学报自然科学版, 2017, 53(1): 111-124.
[11]	黄志, 高天宇, 赵西萌, 王凤, 杨光, 王斌, 徐振强, 胡敏, 曾立民, 张剑波. 2006—2014年北京夏季大气中PANs浓度变化趋势[J]. 北京大学学报（自然科学版）, 2016, 52(3): 528-534.
[12]	黄柏玮, 吕斌. 大学校园食堂低碳绩效研究——以北京大学康博斯食堂为例[J]. 北京大学学报（自然科学版）, 2016, 52(2): 320-326.
[13]	唐林楠, 潘瑜春, 刘玉, 唐秀美. 北京市乡村地域多功能时空分异研究[J]. 北京大学学报（自然科学版）, 2016, 52(2): 303-312.
[14]	唐秀美, 潘瑜春, 高秉博, 郜允兵. 北京市平原造林生态系统服务价值评估[J]. 北京大学学报（自然科学版）, 2016, 52(2): 274-278.
[15]	闻丞,韩冬,李晟,申小莉,陈炜,王昊,朱小健,肖凌云,刘美琦,吕植. 北京大学燕园鸟类组成[J]. 北京大学学报（自然科学版）, 2014, 50(3): 416-428.

地面和探空资料的EnKF同化对北京7·21极端暴雨模拟的影响

Impact of EnKF Surface and Rawinsonde Data Assimilation on the Simulation of the Extremely Heavy Rainfall in Beijing on July 21, 2012

RichHTML

PDF

PDF (翻译版)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

留言