At bygge bro mellem radarmeteorologi/hydrologi/teknik og vejrudsigt

Nøjagtig vejrudsigt afhænger af en grundlæggende forståelse af stormdynamik og skymikrofysik og deres repræsentation i numeriske vejrudsigelsesmodeller (NWP). samt optimal brug af højopløselige multiparametermålinger, ifølge professor Guifu Zhang ved School of Meteorology, University of Oklahoma, og en af ​​forfatterne til et nyligt offentliggjort reviewpapir i Fremskridt inden for atmosfæriske videnskaber .

Efter årtiers forskning og udvikling, vejrradarpolarimetri er modnet, og polarimetriske radardata i høj opløsning (PRD) er nu tilgængelige nationalt og globalt. Der er stor forventning om, at de rige oplysninger fra PRD har et stort potentiale for at forbedre observationen, kvantificering og forudsigelse af vejret.

Selvom det med succes er blevet brugt til detektion af hårdt vejr, hydrometeorklassificering og kvantitativ nedbørsvurdering (QPE), Professor Zhang og hans kolleger bemærker, at den potentielle indvirkning af PRD i vejrforudsigelser har været begrænset af deres ofte subjektive og empiriske anvendelse. "Og kløften mellem radarmeteorologi/hydrologi/ingeniør- og NWP-samfundene, "siger professor Zhang, "forhindrer realiseringen af ​​det fulde potentiale af radarpolarimetri i QPF [kvantitativ nedbørsprognose]."

I betragtning af de vanskeligheder, der er forbundet med den optimale brug af disse nyligt tilgængelige PRD og i yderligere at fremme vejrradarteknologi, samt bygge bro mellem radarmeteorologi og NWP, Professor Zhang og hans kolleger foreslår en systematisk og samlet tilgang til optimal brug af PRD til nøjagtig QPE, QPF, og advarsler baseret på statistisk genfinding med model fysiske begrænsninger, hvor forudgående information er brugt. Dette vil forbinde de observationsbaserede hentninger (øverste række i figuren), der bruges af radarmeteorologi-samfundet, med modelbaseret analyse, også kaldet data assimilation (DA) (nederste række), bruges i NWP-fællesskabet.

Som illustreret i den midterste række af figuren (brun), forward-operatørerne, som er resultatet af mikrofysisk modellering og elektromagnetisk modellering, og algoritmer til statistisk hentning, er nødvendige for både observationsbaserede og DA-baserede hentninger. Hver af hentningerne skal have kompatible mikrofysiske modeller, såsom DSD/PSD-modeller, og form/densitetsforhold, elektromagnetisk modellering og beregninger, der giver nøjagtige og effektive fremadgående observationsoperatører, samt statistiske hentningsalgoritmer, der kan håndtere målefejl og baggrundsinformation og kovarians.

"For at opnå de bedst mulige resultater, alle komponenter skal bestemmes og vælges nøjagtigt, og bruges sammen og krydsverificeret med hinanden i de statistiske hentningsalgoritmer, " konkluderer professor Zhang.