18 / 2021-08-08 20:37:38

雷达和闪电资料在对流天气数值模拟中的应用研究

雷达资料，LMIE闪电事件资料，数值试验，降水预报

利用GRAPES云分析系统同化FY4A的LMIE闪电事件数据和三维雷达回波数据，对三维云内信息初始化，并应用于短临预报过程中。对2019年8月4-5日发生在山西省中北部的太行山区域强对流降水过程进行了分析和数值试验。重点对比分析了加入LMIE资料计算得到的雷达回波与实测雷达反射率的区别；分析多种资料加入后对初始时刻三维云微物理变量的影响；最后分析各试验1-24h降水预报效果，得出如下结论：

(1) 加入LMIE闪电资料计算得到的雷达回波更接近实测雷达回波，即LMIE闪电事件资料能够较好的捕捉到强对流降水信号。

(2) LMIE闪电资料加入后，对云水、云冰和雪等云微物理要素进行了调整，一般使发生闪电区域的云微物理要素的含量显著增加，云微物理要素的极值中心一般与闪电活跃区域分布一致。

(3) 通过对三维云内信息初始化，提高了24h以内的降水预报准确率，可以有效消除或减弱数值模式的spin-up现象。在加入LMIE闪电事件资料后，可以进一步提高1-12h降水预报准确率。

通过对强对流天气一个个例的分析，表明LMIE闪电事件资料，能够较好的改善或者降低模式Spin-up现象，提高短临预报准确性，为LMIE闪电资料在数值预报中的进一步应用提供了有益的参考。从本文的结果也可看出，LMI闪电资料在地基观测资料相对缺乏的山区和西部高原荒漠地区可能得到更充分有效的应用。而闪电定位资料的加入，对中雨以上量级的降水模拟有进一步的改进作用。