數值天氣預報變分分析系統發展

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Title:	數值天氣預報變分分析系統發展
Authors:	劉廣英張忍成
Date:	2005
Issue Date:	2009-08-04
Abstract:	本提案為上（93）年度計畫之延續。主要目的在：開闢新的資料接收來源，開發或技術轉移新型資料之觀測算子以廣納各式有效之可用資料，並投資於先進同化技術之研發以及人力之培養，使得中央氣象局的NWP作業產品能夠日漸邁向世界一流的水準。本計畫預計在中央氣象局現有的變分系統下建置全球模式、區域模式的變分系統，全球模式中擬加入非傳統衛星資料及颱風路徑預報的三、四維變分分析，使用的技術為伴隨模式與四維變分颱風虛擬渦漩植入法（Bogus Data Assimilation Scheme, BDA），而區域模式中加入非靜力模式（Nonhydrostatic Forecasting System, NFS）的三維變分分析，期間將參考美國WRF模式的作法。上一（93）年度共完成下列主要七項任務，即：(1)評估測試NFS水平解析度由 45/15/5km 提高至 27/9/3km，垂直解析度由 30層提高至 45 層對預報結果的改進；(2)測試評估NFS結合3DVAR的預報結果；(3) 評估NFS側邊界採用GFS垂直高解析度資料對預報結果的影響；(4) WRF/3DVAR在氣象局之建置，並與氣象局之觀測資料系統及區域預報系統（NFS）結合；(5) NOAA 16/17衛星資料觀測算子變分模式的研究與流程分析；(6)中央氣象局全球模式四維變分系統的建置，特別是簡化物理過程；以及(7)NFS背景誤差之初步估算。同時派員前往美國佛羅里達州立大學學習伴隨模式編撰及最新最佳化求解的變分分析技術。本年度的主要分項目標為：(1)分析評估GFS使用新土壤模式對NFS預報結果的影響；(2)進行NFS使用3DVAR分析模組的輸出入流程及測試評估3DVAR的調校對NFS預報結果的影響；(3)持續進行WRF/3DVAR版本更新與配合氣象局作業環境修改；(4)完成NCAR/WRF 3DVAR在氣象局環境的自動作業流程；(5)進行WRF/3DVAR使用GPS Radio Occultation資料的測試；(6)持續更新NFS 背景場誤差的計算；(7) 進行NOAA 16/17 衛星資料觀測算子與氣象局全球資料同化系統結合；(8) 進行全球資料同化系統中同化GPS偏折角（ bending angle）觀測資料功能之測試；(9) 進行 GFS/4DVAR 增量分析流程之建立；(10) 進行GFS/4DVAR對角背景誤差之測試；(11)進行結合GFS分析以MM5/4DVAR系統執行BDA颱風虛擬渦漩植入格式之流程建立。
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