一年

图1所示。进化的500 hPa异常的相关性位势高度预测在北半球和南半球的摘要。

图2。进化的500 hPa位势高度异常相关性预测ECMWF北半球和南半球。

(•霍林斯沃思,2004)。两个数字显示的当前状态数值天气预报预测能力,和传达的主要结论,逐步完善预测技巧在第五天的北半球和南半球在这两个主要数值天气预报业务中心在过去的40年。此外,他们在早期的数值天气预报显示,由于缺乏数据在南半球,预测技能的SH远低于技能在北半球。然而,这种差距在两个半球之间的预测技术已经大大缩小由于卫星观测的增加在过去的几十年。

出现大量的卫星数据引入了一个关键问题有关的设计一个可行的大气分析和数据同化方案为了最有效地利用这些卫星数据对数值天气预报。在早期的数值天气预报业务在1960年,克雷斯曼分析方案操作(克雷斯曼,1958)是使用在NMC (NCEP的国家气象中心,前身)。设计主要针对其效率。然而,克雷斯曼方案的主要缺陷是任意性的权重分配给每个观测的函数之间的距离观察和要分析的网格点。的快速提高计算速度和数据存储在过去的二十年里,当前操作大气分析方法已经从克雷斯曼计划在1960年代和1970年代期间,和最优插值方案(Gandin, 1963)在1980年和1990年初,当前变分分析方案(佐佐木,1972;人,帕里什,1993)从1990年代末到现在。大多数这些方案设计,这样他们就可以利用各种各样的全球观察和考虑为每一个独特的特征类型的卫星遥感数据。

遥感卫星数据基本上可以垂直剖面数据,如温度和湿度试探TOVS(洛斯操作垂直测深仪);海洋表面或表面水平数据,比如风,海洋表面温度,反照率,和植被指数。卫星数据还可以包括其他许多类型,如垂直整合总可沉淀的水,和cloud-tracked风,等。一般来说,配置文件中检索数据的温度和湿度的光辉从卫星的观测值。辐射数据,使用时直接在大气变分分析,发现最有用的数值天气预报业务由于其三维空间的覆盖率。单层表面风来自各种卫星的数据在过去20年左右通常分为两类:一类包含海洋表面矢量风从活跃的散射仪测量,检索和其他类别包含风速信息只观察到从被动辐射计测量。由于风定向歧义问题scat-terometer风数据,和不完整的风信息(只有风速信息,但没有风的方向)与被动辐射计风相关数据,设计方法使用这些单层卫星表面风大气中的数据分析和数据同化系统不同于辐射数据的使用。简要讨论大气分析方案的演变等业务数值天气预报中心NCEP和ECMWF在秒。2,重点放在数据同化方法为使用设计的单一表面风来自卫星的数据。

使用卫星海面风操作全球数据同化系统(广义的)摘要和ECMWF被发现在短程数值天气预报产生积极的影响。第一颗人造卫星测量表面风矢量的海洋是地球资源卫星,于1978年成立,船上有一个活跃的散射仪和一个被动的多通道扫描辐射计,其他乐器。这是一个概念验证海洋卫星,首次证明了全球海洋表面风字段可以用遥感技术。地球资源卫星后,许多其他卫星已经发射,如地质卫星,ERS-1/2, SSM / I, NSCAT, QuikSCAT,用于观察海面的风。卫星海面风ERS-1/2操作使用NCEP和ECMWF数值天气预报业务在1980年代后期,当QuikSCAT风目前正在使用在两个中心操作。在过去的二十年左右的时间里,已经有相当数量的全球数据同化实验来测试这些卫星表面风数据的影响在实施之前数值天气预报业务。最近的一些摘要preimplementation影响实验,美国国家航空航天局(NASA)和ECMWF ERS-1/2和QuikSCAT风数据的使用各种有效的将在秒。3。然而,只有总在大量的统计分析和预测将这些preimplementation测试。细节的影响调查的使用卫星海面风,看到贝克et al . (1984), Yu和麦克弗森(1984),达菲et al .(1984),于(1987),霍夫曼et al . (1990), Stoffelen和猫(1991),Ingley和布罗姆利(1991),霍夫曼(1993),Thepaut et al。(1993),于et al。(1994),于和人(1995),余等。

(1996),Stoffelen和安德森(1997),余等。

(1997),安德鲁斯和贝尔(1998),于(2000),阿特拉斯et al .(2001)、阿特拉斯et al . (2001 b),于(2003),和许多其他人。

本文的主要目的是审查的最新进展的使用卫星海面风大气中的数据分析和数据同化,讨论的影响和操作应用程序的当前状态这些风数据在数值天气预报中,并证明在一些天气情况下的应用卫星海面风会导致非常显著改善海面风和西南太平洋地区海平面气压分析。这篇文章的大纲如下。秒。2,仪表误差特性和各种卫星的数据覆盖过去二十年专为测量海面风。然后,简要解释的演变在NCEP大气分析方案,特别强调卫星海面风和他们的使用质量控制全球数据同化过程实验。第三节讨论的结果影响调查相关的各种卫星海面风数据,如ERS-1/2 SSM / I和QuikSCAT风数据,其次是当前状态的使用卫星海面风NCEP和其他运营中心的数值天气预报业务。在讨论天气情况下4秒。使用卫星表面风显示最重要的影响。

2。同化卫星海面风的大气分析

2.1。卫星海面风的特征

如前所述,两个微波仪器可以测量海面风是散射仪和辐射计。这两个工具的主要原理在于他们的能力来检测很小的尺度运动重力和毛细管的波浪在海洋表面,表面可以推导出风。散射仪测量包含风速和风向,风与风的方向由多达四个值,其中只有一个是正确的。这个风向固有的歧义问题是所有后续的散射仪测量卫星,如ERS-1/2欧洲航天局在1980年代后期,以及最近在1990年代末的美国宇航局QuikSCAT。另一方面,辐射计测量从地球资源卫星和各种后续卫星等地质卫星在1980,和SSM / I(特殊传感器微波成像仪)国防气象卫星计划(DMSP)在1990年的现在,只包含风速、风向信息。

卫星海面风等各种平台规范辐射计

表1。

Tsann-Wang Yu卫星海面风针对不同平台的规范。

表1。

Tsann-Wang Yu卫星海面风针对不同平台的规范。

卫星	DMSP季、f13 f14	ERS-1/2	QuikSCAT
传感器	无源微波	主动微波	主动微波
数量的天线	7频道	3天线	4天线
观察的视野	扫描	1-sided	双向的
频率/乐队	19 (H, V), 22个V,	波段雷达	ku波段雷达

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