数值天气预报资料的处理和分析

shuzhi tianqi yubao ziliao de chuli he fenxi
数值天气预报资料的处理和分析
data processing and objective analysis in numerical weather prediction

   使各种气象资料转化为可用电子计算机进行数值计算以做出数值天气预报的方法和过程。
　资料处理　将观测资料变成电子计算机能够识别、可靠和便于利用的资料的过程。天气预报需要大量的初始资料。它包括国内外各气象台站从地面到高空的不同高度、不同类型（如探空报、船舶报等）、不同计量单位（如米/秒、海里/小时等）的观测资料。这些资料都是按国际气象电报编码，用电报传递的。然而，资料中往往存在着不同类型和不同程度的误差。因此，在制作预报之前,必须判断资料的类型，找出测站的位置,检查并纠正错误和选择所需要的内容等，使其成为规范化的信息，存储在计算机中，以便随时取用（见）。
　客观分析　用数值计算方法，将分布不规则的观测资料，分析成有规则地分布、并适于预报模式计算的网格点资料的过程。它和人工分析不同，一旦给定分析方案，结果就不因人而异，故称为客观分析。最初，人们试图把这个问题当成一个纯粹的插值问题来处理。例如，用一有限次数的多项式在局部地区拟合观测资料的分布等方法，以期得到网格点的要素值。但实践表明，在测站较密的地区，这种方法的效果较好，在测站稀疏和分布不均匀的地区，分析质量却较差。后来、人们考虑到各气象要素之间在动力上的协调性（如地转平衡和静力平衡等），注意到测站资料对分析的影响随测站同网格点距离的增加而减小，并注意到不同类型观测资料的误差、测站分布的非均匀性和疏密性等的影响，使分析的质量有了改善。客观分析的天气图，其质量不低于人工分析。在有些国家里，绝大部分天气图已用客观分析绘制了。一般说来，对资料进行客观分析不仅节省时间,而且所得网格点上的气象要素值比人工读数准确,便于使用。但用此法分析锋面等还有困难，须待进一步改进。
　气象卫星资料的应用　资料主要有云图和辐射资料等。分析，可以了解天气系统的位置和天气分布；用连续的云图，可以了解系统的发展；用地球同步气象卫星跟踪云的移动，还可以推测某些高度的风速。根据卫星遥测的辐射资料，可以求出地面（或海面）温度和大气温度的铅直分布，以及大气中水汽的总含量和铅直分布。应用卫星资料，已使海洋和沙漠等测站稀少地区的客观分析质量有明显的改善（见）。但是，目前卫星探测的精度还不够高，除晴天海面温度和对流层中部气温与常规资料接近外，其他资料的误差比较大。此外，探测的项目还不够多，应用还不够广等等。这些都有待进一步解决。
　极轨卫星资料和常规资料的时空分辨率不一致，这给在数值预报方法中利用卫星探测资料带来了困难。如何把两者结合起来进行分析，也是亟待解决的问题。有人提出“四维同化”的方法，力图把不同时刻的资料用统一的分析预报系统进行处理，使各气象要素在动力上和热力上协调起来。具体地说,采用一定的,作时间积分，把各种不同时刻的气象资料源源不断地输入电子计算机，并用模式算出的预报值与之调整，用调整后的数值更换原预报值，再继续进行时间积分。这种方法和过去把分析和预报分开的方法很不相同，不仅可以得到连续的分析图，还可以得到连续的预报图。
　　　　　　　　　　　　　　　　　廖洞贤

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