基于GRAPES四维变分的静止轨道微波观测系统模拟试验研究*
2021-11-12洪鹏飞李泽宇王金成张志清谢振超
陈 柯 洪鹏飞 韩 威 李泽宇 王 皓 王金成 陈 昊 张志清 谢振超
1. 华中科技大学,武汉,430074
2. 国家气象中心,北京,100081
3. 中国气象局数值预报中心,北京,100081
4. 江苏省气象台,南京,210000
5. 国家卫星气象中心,北京,100081
6. 上海航天电子技术研究所,上海,201109
1 引 言
半个多世纪以来,数值天气预报(NWP)和气象卫星的发展相辅相成,是气象领域中两项备受瞩目的科学技术成就(薛纪善,2009)。一方面,气象卫星的不断进步,对数值天气预报贡献越来越大;另一方面,随着数值天气预报精度越来越高,数值预报模式也为气象卫星观测系统质量评估、载荷设计和优化布局提供了基础支撑(沈学顺等,2017;Yin,et al,2020),其中观测系统模拟试验(OSSE)就是技术途径之一(Hoffman,et al,2016;Li,et al,2018)。
静止轨道(GEO)卫星具有相对地球基本静止的特点,而被动微波大气探测可穿透云、雨、大气,获取云层内部的热力结构和微物理特性。静止轨道微波观测同时具备高频次、全天候、固定区域连续观测的能力,能够为台风模式提供连续时次的台风三维结构实测数据,将其观测资料同化到数值预报模式中有望改善对复杂多变的台风、流域性降水等强对流天气的预报能力。这是国际上致力于发展静止轨道微波探测(GEO-MW)技术的主要原因。
美国早在1978年就提出了静止轨道微波探测的概念,并于20世纪90年代由NASA(National Aeronautics and Space Administration)启动了静止轨道微波载荷方案研究。为此,美国和欧洲提出了两种辐射探测仪:采用大口径反射面的静止轨道多频 段 实 孔 径 辐 射 探 测 仪(Gasiewski,et al,2003;Bizzarri,et al,2002)和静止轨道综合孔径辐射探测仪(Tanner,et al,2007;……
