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利用WRF模式及Hybrid ETKF-3DVAR(ensemble transform Kalman filter-three-dimensional variational data assimilation)同化系统,研究同化地面和雷达观测对飑线模拟的影响。首先,采用观测模拟试验和真实试验两种手段,探究同化两种观测资料对分析场和预报场的改善程度;其次,在同化地面观测时采用不同生成方案的样本,以此考察不同样本在提取中小尺度信息能力方面的差异。针对2014年7月12日中国东部长江流域一次飑线过程进行了模拟观测和实际观测试验,发现无论是采用Hybrid ETKF-3DVAR还是3DVAR(three-dimensional variational data assimilation),同化地面观测信息均可以改善分析场和预报场;若再增加同化雷达观测,结果还会进一步改善,其中Hybrid ETKF-3DVAR对低层要素场、回波结构和累计降水量的改进更大;不管是利用3DVAR还是Hybrid ETKF-3DVAR,同化对地面温度的改进维持时间比地面风更长。模拟观测试验还表明,相比3DVAR试验,Hybrid ETKF-3DVAR试验中对地面要素场预报的改进持续时间更长。针对2009年6月发生在黄淮地区一次强飑线过程,采用三类不同初始场样本集合(即仅扰动初始场的RCV、在相同初始场下选用不同物理过程参数化方案模拟生成的PPMP以及前两者样本集成的BLE)分别同化一次地面站实际观测进行试验,结果表明:同化主要调整850 hPa以下水平风和水汽混合比的空间结构,其中RCV侧重于改变水平风,PPMP侧重于改变水汽混合比,BLE兼具二者特征;同化也间接改善6 h降水预报,其中PPMP方案表现最好,尤其是对降水位置和强度的预报;RCV和BLE方案对飑线的弓状回波模拟得较好,BLE方案的同化结果与RCV比较接近;PPMP和RCV方案可以调整冷池的位置和强度,同时也影响飑线出现和消亡时间;相对而言,PPMP方案的同化效果更突出。为了更加有效地吸收地面观测信息,在PPMP集合样本基础上每一样本中增加土壤湿度温度的扰动信息来构建新的SOIL样本集合。针对2014年7月12日同一飑线个例,SOIL可以增大近地层湿度场的离散度,但对风场影响较小;同化地面站观测后分析增量主要位于飑线低层,其中采用SOIL样本的同化试验对水汽混合比(风场)调整要比RCV试验的大(小)。此外,两组同化试验均改善了降水、冷池以及阵风锋位置的短期预报。对动力和热力场的诊断分析表明,上述短期预报改善的原因与同化后对流有效位能、上升气流、水汽混合比、0-6 km风切的调整有关;当然,采用不同样本的两组同化试验对分析场的调整程度不同,这也是两组试验预报的对流触发时间、阵风锋、小时降水量以及冷池位置和强度等不一致的主要原因。