Page 225 - 《高原气象》2023年第1期
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第 42 卷  第 1 期                        高     原     气    象                             Vol. 42  No. 1
                 2023 年 2 月                       PLATEAU METEOROLOGY                              February， 2023


               容娜， 杨胜朋， 王金成，等， 2023.  基于 GNSS 掩星资料对往返平飘式探空温度观测的质量评估［J］. 高原气象， 42（1）： 221-
               232. RONG Na， YANG Shengpeng， WANG Jincheng，et al， 2023.  The Evaluation of Return Radiosonde Temperature using GNSS
               Radio Occultation Retrievaled Temperature［J］. Plateau Meteorology， 42（1）： 221-232. DOI： 10. 7522/j. issn. 1000-0534. 2022.
               00025.




                                基于GNSS掩星资料对往返平飘式

                                        探空温度观测的质量评估



                                    容 娜      1， 2 ， 杨胜朋    1， 2 ， 王金成    3， 4 ， 王 丹   3， 4

                                         （1. 南京信息工程大学大气科学学院，  江苏  南京    210044；
                                     2. 南京信息工程大学资料同化研究与应用联合中心，  江苏  南京    210044；
                                               3. 中国气象局数值预报中心，  北京    100086；
                                                   4. 国家气象中心，  北京    100086）

                       摘要： 同化应用一种新型观测资料前， 对新型观测资料开展质量评估必不可少。为了实现往返平飘式探
                       空资料的同化应用， 基于 GNSS 掩星观测资料和 ERA-Interim 再分析资料， 分析评估了往返平飘式探空
                      “上升-平飘-下降”三段观测中温度资料的质量。在平飘段使用 Cressman算法对其插值并与掩星干温度
                       进行对比， 发现平飘段日间受太阳辐射的加热影响， 其温度存在明显的正偏差， 夜间则表现为弱的温度
                       负偏差。采用 ERA-Interim 再分析资料与掩星、 往返平飘式探空平飘段资料做交叉对比， 进一步验证了
                       上述结果。分析了平飘段与掩星干温度偏差随地方时的变化情况， 发现了日间温度偏差的平均范围为
                       7~10 ℃， 夜间为-4~0 ℃。参照WMO对于温度不确定度的规定， 日间温度观测接近边界目标6 ℃， 夜间
                       则符合突破目标。往返平飘式探空上升（下降）段与掩星湿温度资料具有较好的一致性， 上升段 T -T                               RO
                                                                                                  RS
                       的均值范围为-1~1 ℃， 下降段在 13 km 以下时也为-1~1 ℃， 13 km 以上增加到 1~3 ℃。整体而言， 往返
                       平飘式探空上升（下降）段温度资料的质量较好， 下降段对探空观测具有时空加密的作用， 观测质量满足
                       数值天气预报和其他领域的应用。
                       关键词： 往返平飘式探空； 探空加密； 交叉检验； 温度偏差
                       文章编号： 1000-0534（2023）01-0221-12   中图分类号： P405   文献标识码： A
                       DOI： 10. 7522/j. issn. 1000-0534. 2022. 00025



               1  引言                                             等， 2020）。
                                                                     随着数值天气预报的迅速发展， 通过对预报模
                   探空资料是提供对流层至平流层底部（约25 km）
                                                                 式本身的改进和获取高精准的初值是改善模式预
               真实大气中气压、 温度和湿度等要素连续变化的观
                                                                 报效果的主要途径（徐同等， 2016）。这使得发展高
               测资料（He et al， 2009）， 能较为完整的反映大气的
                                                                 分辨率、 高质量的观测资料尤为重要。研究指出，
               三维结构特征。因具有几十年观测记录和近乎全
               球覆盖等特点， 探空资料被广泛应用于数值预报模                           探空资料的同化可以提高大气温、 湿、 风等要素的
               式及大气上部的气候研究（Zhang et al， 2019）。其                  预报精度（曲晓波和 Julian， 2006）， 优化对流天气
               中， 探空资料已成为业务数值天气预报中的重要基                           预报效果（廖晓农等， 2007； 魏东等， 2011）。为了
               础资料， 对减小数值模式分析场和预报场的误差起                           实现探空资料的加密观测， 常采用将部分站点单日
               重要作用（Zhang et al， 2018； 王丹等， 2019； 郝民             2 次的探空观测增加 1 次以弥补观测的时间分辨率


                  收稿日期： 2021⁃09⁃27； 定稿日期： 2022⁃03⁃07
                  资助项目： 国家重点研究发展计划项目（2018YFC1506205）； 青海省科技厅创新平台专项（2019-ZJ-T03）
                  作者简介： 容娜（1990 -）， 女， 陕西宝鸡人， 硕士研究生， 主要从事GNSS掩星及探空资料同化研究. E-mail： rncrayon@163.com
                  通信作者： 王金成（1981 -）， 男， 河北易县人， 正高级工程师， 主要从事数值天气预报和资料同化研究. E-mail： wangjc@cma.gov.cn
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