依托国家气象信息中心研发的省级多源融合实况分析系统,以逐小时和逐分钟的多要素站点数据为观测场,以ECWMF C1D预报数据为背景场,利用时空多尺度分析系统(The Space and Time Multiscale Analysis System,STMAS)开展产品生成试验。在对观测场进行质量控制和对背景场进行偏差订正的基础上,通过网格层数阈值参数和地面网格影响半径优化实验,构建针对温湿风多源资料的有效融合分析模型,实现内蒙古自治区逐小时、逐10 min的1 km分辨率的温湿风融合实况分析产品的生成,最后对2023年10—11月的融合实况分析产品与EC背景场和观测数据进行对比,评估融合实况分析产品的质量。结果表明:与EC背景场相比,各要素的融合实况分析产品与观测值具有更小的偏差、更小的均方根误差、更大的相关系数值;实况分析产品的评估指标在时间序列上也平稳低于EC背景场,在空间刻画上,与地面观测结果更为接近,能够体现出更多的小尺度信息;实况分析产品与赛区站点观测值非常接近,评估指标表现较好。内蒙古自治区1 km温湿风实况分析产品具有较高质量,能够满足实时业务需要,为第十四届全国冬季运动会观测、预报和服务提供数据支撑。
基于高时空分辨率的中国气象局陆面数据同化系统(CMA Land Data Assimilation System,CLDAS)2.0版本的大气驱动数据,使用Noah-MP陆面模式模拟中国区域2013—2014年土壤湿度的时空变化,将模拟结果与自动土壤水分观测站的逐小时观测值进行对比,并选取6个研究区,分析区域的平均土壤湿度时间变化特点。结果表明:Noah-MP模式能够很好地模拟出中国区域0~10 cm土壤湿度空间分布,模拟值和观测值均呈现由西北向东南和西南地区递增的趋势;从全国尺度来看,模拟值与观测值非常接近,相关系数大于0.9,均方根误差为0.008 m3/m3;从区域尺度看,Noah-MP能够很好地模拟出各研究区土壤湿度的时间变化,但是对于冻土融化时东北地区的土壤湿度存在轻微的低估。基于CLDAS2.0驱动数据得到的土壤湿度模拟结果具有较高准确性,可为农业干旱研究提供一定参考。
回顾了中国气象局高分辨率陆面数据同化系统(High Resolution China Meteorological Administration Land Data Assimilation System,HRCLDAS)的研发历程,重点介绍了HRCLDAS研发过程中的重要进展和突破,概要阐述了这些进展对HRCLDAS业务化的贡献。主要包括:引入1 km分辨率地形数据,采用多重网格变分分析技术制作1 km分辨率气象驱动数据;基于FY-2卫星1 km可见光通道、高分辨率地形及地表反照率等数据,改善地面入射太阳辐射产品质量与空间分辨率,利用辐射计算模型(Hybrid)模型与地面站日照时数、气温等观测资料模拟地面太阳辐射,并利用多重网格变分分析技术实现二者融合;实现东亚多卫星集成降水产品(EMSIP)与4万余自动站观测降水融合,并实时生成格点融合产品,针对陆面模拟分辨率高、数据量大的特点,设计了分块并行与模式并行结合的计算方案,建立了高效的土壤湿度模拟产品业务系统,有效地推动各级气象部门开展相关业务应用工作。
