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云是地球-大气系统的重要组成部分,其变化能够改变近地层的大气温湿特征和到达地面的太阳辐射,进而影响地气系统的辐射平衡。及时准确地掌握云的空间分布特征及变化趋势,对进一步开展天气预报、气候变化和人工影响天气等领域的研究具有重要的意义。随着我国气象观测系统建设的不断发展与成熟,实时非常规观测资料越来越丰富,观测数据的时空密度大大提高,但是各数据源时空代表性差异较大,其融合分析成为国内外的研究热点。本研究首先利用1987—2016年中国大陆地区的站点观测总云量资料与CRA40、ERA5、JRA55、CFSR四套再分析资料和国际卫星云气候计划ISCCP(International Satellite Cloud Climate Program)的月平均总云量数据,统计分析了不同资料的总云量在中国区域的时空差异以及各资料之间的相对一致性;然后以质量较好的CRA再分析资料作为背景场,基于WRF(Weather Research Forecasting)数值模式和GSI(Gridpoint Statistical Interpolation)系统实现了对常规观测、FY-4A卫星资料以及雷达拼图产品的循环同化,并针对河南“7.20”暴雨开展了一系列对比试验来分析同化各种资料对暴雨预报能力的影响。主要结论如下:(1)不同资料的总云量产品在中国区域的适用性分析结果表明:再分析资料与ISCCP和地面观测资料的多年平均总云量空间分布相对一致,均表现出南多北少、东多西少的特征,青藏高原西部、内蒙古北部以及东北地区为总云量低值区域,在四川盆地附近出现一个高值中心。CRA40与JRA55的总云量在东北、华北和江淮地区与地面观测的偏差较小,而ERA5与CFSR的总云量在华南及西南地区与地面观测更为接近;四种再分析与ISCCP资料总云量的相关系数均未超过0.7,ERA5总云量与地面观测资料的一致性最高;再分析资料之间,CRA40与ERA5相关性最高。(2)利用GSI对常规观测资料和FY-4A卫星的云覆盖率、云顶温度和云顶气压产品以及雷达反射率拼图产品进行了同化,融合同化的分析结果表明:同化地面天气报资料后,观测减去分析场(O-A)的RMSE明显低于观测减去背景场(O-B),但是对于数量较少的海洋报和机场报来说效果并不明显。FY-4A卫星资料会对海洋上的云覆盖率有较大的影响,而常规观测资料对南部台风“查帕卡”附近的云顶温度和云顶气压有较大程度的订正,同化雷达反射率资料后的台风眼区域的表面气压降低幅度较大,而同化常规观测资料则会使得台风周边的海表面气压升高。(3)以河南“7.20”特大暴雨为例,利用GSI生成的融合分析结果初始化WRF数值模式以进一步分析不同资料对暴雨预报能力的影响,结果表明:不同化任何资料直接进行确定性预报的01-04时的逐小时降水更接近CMPAS(CMA Multi-source merged Precipitation Analysis System)产品,但在05时及以后的预报中产生较大的偏差;相比未同化任何资料的模拟试验结果,不同资料组合后进行同化对降水落区、量级有很大的改善,但不同资料的组合方式对预报的结果影响不大;从降水量级上来看,同化各资料后对小雨和中雨的24小时预报体现出一定的负效果,但对大雨及以上量级的24小时预报效果有明显改进。