近期上海台风研究所牛泽毅实习研究员和张蕾研究员联合中国气象局地球系统数值预报中心翁富忠老师团队，在GSI同化系统中首次接入风云四号先进成像仪AGRI水汽通道9(6.25 μm)和通道10(7.1 μm)的亮温资料，并针对2020年东亚“暴力梅”典型天气个例进行同化试验，显著改进了区域模式降水预报评分。

本研究首先针对资料稀疏化问题进行了敏感性研究，结果表明设置60 km的稀疏化网格相对于120 km的稀疏化网格可以激发出更合理的水汽增量，且72小时内的降水TS评分有一定提高。此外，采用变分偏差订正方案(V_arBC)可以有效订正AGRI气团偏差和扫描角偏差，通道9和10偏差订正前后的O-B(观测亮温减模式背景场模拟亮温)平均偏差分别为-1.185 K和 0.02 K，-0.559 K和 -0.01 K(图1)，且更符合高斯分布。

图1 2020年7月5日0000 UTC，FY-4A AGRI通道9(上图)和通道10(下图)同化的资料点偏差订正前后O-B(单位:K)的空间分布。其中背景为FY-4A 10.7µm 红外通道的亮温(单位:K)，白线为WRF模拟区域。

在同化AMSU-A资料基础上(CTL)，发现同化FY4A AGRI对流层中上层水汽通道9后(EXP_WV9)，降水落区和降水量预报有中性偏好的改进效果，尤其是预报42小时到54小时的降水综合评分比CTL试验有明显改进;但是同化了AGRI对流层中下层通道10 (EXP_WV10)后，降水综合评分上表现为明显的中性偏差的效果，可能是由于地表发射率的影响(图2和图3)。相关研究成果发表在Remote Sensing。

图2 (a)EXP_WV9和(b)EXP_WV10试验相对于控制试验CTL的相对湿度(阴影，单位:%)和温度(黑色曲线，单位:K)增量剖面图。

本研究只是初步地同化评估了AGRI水汽通道同化对区域模式降水预报的影响，后续我们将针对AGRI通道10(7.1 µm)同化效果不佳的问题开展地表发射率敏感性试验，采用更严格的质量控制，希望能改进通道10的同化质量和效果。 目前世界各大数值预报机构如ECMWF、NCEP已经在业务数值预报模式系统中实现卫星资料的全空同化，后续研究工作将开展国产风云静止卫星成像仪AGRI观测资料全空同化方面的研究工作，以更有效地发挥观测数据所提供的有效信息。

图3 NoDA(黑色)，控制试验CTL(灰色)，EXP_WV9(红色)和EXP_WV10(蓝色)试验预报48到54小时的6小时累积降水综合评分图，检验阈值为(e)0.1 mm、(f)4 mm、(g)13 mm和(h)25 mm。

参考文献:

Niu Zeyi; Lei Zhang; Peiming Dong; Fuzhong Weng; Wei Huang; Jia Zhu; Effects of Direct Assimilation of FY-4A AGRI Water Vapor Channels on the Meiyu Heavy Rainfall Quantitative Precipitation Forecasts, Remote Sensing, 2022, 14 (3484).

原文链接：

https://doi.org/10.3390/rs14143484

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