随着我国多种资料探测手段的发展及探测站的不断布网,多途径探测资料日益丰富。卫星、雷达、GPS、风廓线仪、微波辐射计、地面加密观测站等探测手段的不断建设,使多途径探测资料的时间及空间分辨率均有较大提高。如何将这些多途径探测资料通过一个数值分析系统直接融合分析应用,得到相关人员所需的产品是亟待解决的问题。美国ERSL(Earth System Research Laboratory)实验室研究开发了LAPS(Local Analysis Prediction System)系统解决了这一问题。武汉暴雨所将这一系统引进国内,进行本地化移植,实现多途径探测资料的同化融合分析。目前,利用LAPS系统能够将多普勒雷达基数据、风云卫星资料、GPS水汽资料、加密自动站资料、常规探空资料、风廓线资料等融合同化分析后,建立高分辨率的中尺度分析场,针对不同的资料应用不同的方法来获取该资料相应的中尺度信息,反映在中尺度分析物理量场上。本文将根据不同的资料,结合暴雨个例和批量试验,设计试验方案,检验评估现有多途径资料在LAPS系统中的作用,并利用LAPS系统为中尺度模式提供初值,检验这些资料在模式进行暴雨数值预报中的作用,得到如下结论:利用LAPS融合同化多普勒雷达基数据、探空及地面观测数据后,通过以探空资料为基准,分析LAPS中尺度分析场总的平均误差和均方根误差及其随高度的分布特征,结果表明,LAPS中尺度分析场的位势高度、温度、相对湿度、风向和风速的分析误差均在观测误差范围内;批量例子表明,LAPS中尺度分析系统能抓住80%以上引发暴雨过程的中尺度影响系统,尤其对中α尺度或β尺度系统具有较好的中尺度再现能力。LAPS同化多部多普勒雷达资料后,能有效改进LAPS风场质量,减小风向及风速的误差,使风场更接近实况。对比LAPS系统同化GPS水汽前后所输出的比湿分析场可看出,GPS水汽资料对于调整强降水区域的湿度场效果明显,能改善对LAPS分析区域暴雨区的湿度场的分析。对比LAPS系统同化后卫星辐射资料前后LAPS总云量分布,可以看出LAPS总云量分布形态与红外云图上云分布一致,最接近实况,说明卫星辐射资料在LAPS云分析中起重要作用。对比LAPS系统同化风廓线资料后的LAPS风分析场可看出,LAPS系统对两个站风廓线资料的同化,增强了强降水区上空的气旋性环流,更接近实况,有利于揭示强降水发生过程中动力机制。利用LAPS系统为中尺度模式提供初值后,能提高暴雨预报的TS评分,改善暴雨预报水平。
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