随着风云三号系列卫星的成功发射，越来越多的卫星微波直接观测资料应用于数值天气预报的资料同化系统。我国第二代业务极轨气象卫星风云三号D星（FY-3D）上搭载的微波湿度计II型（MWHS-2）相比第一代微波湿度计MWHS新增了10个通道，能够更加详细地提供大气垂直方向上的温湿度信息。另一方面，混沌理论指出，两种不同的初始场在混沌的大气动力学函数中迭代，会产生两种截然不同的结果。但是在MWHS-2资料同化中，考察不同背景场和辐射传输模式对台风路径和强度的影响的研究工作还比较少。

围绕上述问题，我院许冬梅教师团队在中尺度数值模式WRF（Weather Research and Forecasting Model）中，自主构建了微波湿度探测仪MWHS-2的同化模块。本研究对2022年9月14日登陆浙江和上海等地区的一次强台风天气系统“梅花”进行了数值模拟。此次工作基于天气研究与预报（WRF）模型，研究了GFS分析资料和ERA-5再分析资料两种不同的背景场以及RTTOV和CRTM两个不同的辐射传输模式对MWHS-2同化及后续预报效果的影响。结果表明：MWHS-2资料的同化具有能够相应地校正背景场的性能。在所有的同化试验中，使用GFS分析资料模拟的台风强度更强，而使用ERA-5再分析资料模拟的台风路径误差更小。分析场中，ERA-5资料的海平面气压和近地面风场得到校正，GFS资料的500 hPa位势高度有正向增量和副高正向调整，分别有利于台风强度和预报的改善。对于RTTOV和CRTM辐射传输模式，两者的辐射模拟特性相似。与RTTOV模式相比，CRTM模式一定程度上降低了台风路径误差，而两个模式模拟的台风强度相当。

本研究工作针对MWHS-2的水汽通道辐射率资料，选取了不同的背景场和辐射传输模式，为有效同化和利用极轨卫星上的微波湿度计资料，改进模式对登陆台风的强度和路径预报提供了有益的参考。不足的是本研究对台风强度预报的改进有限；基于不同的背景场和辐射传输模式的敏感性只研究了台风“梅花”这个个例。未来的研究还应进一步考虑使用全空同化，同时考虑更不确定的来源，并应用更先进的同化方法，如4DVar方法和混合同化方法，以更好地估计背景误差。

Figure 1. Track forecast (a), track error (b), MSLP (c), and near-surface WSmax (d) of 42 h deterministic forecast.

Figure 2. Track forecast (a) and track error (b) from the RTTOV model and the CRTM.

Figure 3. Same as Figure 2, but for MSLP (a) and near-surface WSmax (b).

论文信息：

Huang L, Xu D, Li H, Jiang L, Shu A. Assimilating FY-3D MWHS2 Radiance Data to Predict Typhoon Muifa Based on Different Initial Background Conditions and Fast Radiative Transfer Models. Remote Sensing. 2023; 15(13):3220. https://doi.org/10.3390/rs15133220