《表2 稀疏化试验方案：GOES-16大气温度产品资料同化在一次飓风预报中的应用研究》

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《GOES-16大气温度产品资料同化在一次飓风预报中的应用研究》

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在目前模式的三维变分框架中，通常假设观测算子的代表性误差空间不相关。GOES-16的温度廓线产品具有较高的水平分辨率，观测资料之间具有较强的相关性，这将会影响同化效果。为了保留有效信息同时又避免相关性问题，需要将卫星资料进行稀疏化处理，使资料的分辨率粗于模式网格10 km的分辨率[21-26]。为了挑选出一个最优资料分辨率，本文采用等间隔取点的方式对温度廓线资料进行水平方向的稀疏化处理，针对不同的稀疏化情况，进行了多组敏感性试验，给出将观测资料不做稀疏化处理与稀疏至原资料10km分辨率的2～9倍的9组试验（表2），各组试验除资料分辨率外其余设置都相同，进行2018年10月9日06时—9日18时的循环同化试验，并将同化所得的分析场作为预报的初始场进行24 h预报，并针对24 h路径误差及强度误差进行分析。以试验3DVar-M1、3DVar-M3、3DVar-M6、3DVar-M9为例，在2018年10月9日06时资料经过稀疏化处理后的分布情况（图5）表明，稀疏化后的水平分辨率越低，其资料分布越稀疏。控制试验与9组同化试验的24 h平均预报路径误差与平均预报强度误差如图6所示。对于24 h平均距离误差（图6a），试验3DVar-M1的路径预报效果最差，平均误差高达196.70 km，远远不如试验Ctrl结果。另外，试验3DVar-M2与3DVar-M3的平均路径预报结果也不如控制试验，其数值分别为159.63 km与92.70km。试验3DVar-M4至3DVar-M9这6组试验的平均路径预报误差要低于控制试验。所有试验中，试验3DVar-M6的表现最优，24 h路径预报误差为25.96 km。对比观测数据稀疏化对飓风中心气压预报的影响（图6b），可得：除试验3DVar-M1与3DVar-M2，其余试验的24 h预报平均气压误差均低于控制试验，其中以试验3DVar-M6的表现最佳，其误差值为18.38 hPa。