【摘 要】
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随着对数值预报准确性要求的不断提高和所关注的天气系统空间尺度越来越小,对直接观测资料尤其探空资料的需求也快速增加。而我国最新自主研发的往返式平飘探空系统,在不增加额外成本的条件下能够实现对于探空观测的时空加密,进而有效缓解探空资料数量不足且分布不均的问题,极大地提高了探空观测效益,提出了气象探空的全新“中国方案”。因此,如何将往返式探空资料高效地应用于数值天气预报中以改善高影响天气的预报效果显得极
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随着对数值预报准确性要求的不断提高和所关注的天气系统空间尺度越来越小,对直接观测资料尤其探空资料的需求也快速增加。而我国最新自主研发的往返式平飘探空系统,在不增加额外成本的条件下能够实现对于探空观测的时空加密,进而有效缓解探空资料数量不足且分布不均的问题,极大地提高了探空观测效益,提出了气象探空的全新“中国方案”。因此,如何将往返式探空资料高效地应用于数值天气预报中以改善高影响天气的预报效果显得极为重要。论文首先围绕一次江淮地区暴雨过程,开展新型往返式平飘探空试验数据的上升、下降段资料的同化和预报研究,之后进一步基于ETKF（Ensemble Transform Kalman Filter）与OSSE（Observation System Simulation Experiments）方法分析了新型往返式探空系统的下降段在目标观测中的应用效果。论文的主要结论如下:（1）新型往返式探空观测数据的质量较为可靠。其上升、下降段中的各类观测要素均能够达到业务观测标准。该系统的秒级探空产品在经过“规定层+特性层”方案的稀疏化处理后可以被有效同化并改善数值预报质量。（2）新型往返式探空系统的上升、下降段资料对于数值天气预报具有积极的正贡献。同化新型探空资料后可以明显提高风场、水汽场等气象要素的预报质量。这使低层大气更为暖湿且伴有辐合作用的增强,有利于不稳定能量积累以及上升运动触发,进而提高暴雨过程的预报技巧。（3）往返式探空系统的下降段在目标观测研究中具有良好的应用前景。在“7·20”河南极端暴雨的高敏感区内加入模拟下降段资料,可以提高多个物理量场的预报质量,且能够改善河南区域的水汽及不稳定能量的分布,更准确地反映出降水量与地形之间的关系,使得极端降水的预报效果更加趋近于实况。
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