王金成 王丹 杨荣康 曹晓钟 郭启云

1 国家气象中心，北京 100081

2 中国气象局数值预报中心，北京 100081

3 中国气象局气象探测中心，北京 100081

1 引言

作为地球大气观测系统的重要组成部分，探空观测能提供完整的大气三维温、压、湿、风等信息，是极其重要的大气信息来源（Faccani et al., 2009）。探空也是大气观测系统中唯一能同时提供三维大气质量场与运动场信息的观测系统，具备精度高、垂直分辨率高以及能够探测平流层等特点，已经成为大气观测网的基准观测。它广泛应用于天气预报（叶笃正, 1977a, 1977b; 王笑芳和丁一汇, 1994; 刘玉玲, 2003; 廖晓农等, 2008; 刘晓璐等, 2014; 刘超等, 2017）、数值天气预报（Radnóti et al., 2012; 郝民等, 2014; Privé et al., 2014; Ingleby et al., 2016）和卫星等遥感资料的检验评估（Kuo et al., 2005;Xu et al., 2009; Sun et al., 2010; Liao et al., 2015; 郭启云等, 2020）等领域。数值天气预报是探空资料定量应用的最重要的领域，探空资料已经成为业务数值天气预报中的重要基础资料，对减小数值模式分析场和预报场的误差起重要作用（Cardinali,2009; Zhang et al., 2018）。对俄罗斯每天减少一个时刻探空资料的敏感性数值试验结果表明，俄罗斯上空500 hPa高度场48 h预报技巧减小4%～10%（相当于数值天气预报半年的研发进展），并且其影响一直向东传播，直至影响到北半球的预报效果（Ingleby et al., 2016），这反映了探空资料对全球数值天气预报的重要性。另有研究表明，探空资料时间观测频次加倍，将显著提高数值天气预报的预报技巧（魏蕾和雷恒池, 2012; Privé et al.,2014; 卢萍等, 2016; 王丹等, 2019）；针对台风或飓风的飞机下投探空资料在数值天气预报中的同化应用，能够显著减小台风或飓风路径和强度的预报误差（Moteki et al., 2007; 张诚忠等, 2012; Feng and Wang, 2019）。……