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摘要
资料同化是改进数值模式预报的有效途径。基于气溶胶三维变分同化技术，建立天津空气质量数值模式气溶胶同化模块，通过天津地区两次重污染过程同化模拟敏感性试验，分析了观测资料范围对同化结果的影响，并结合一个月的滚动预报试验，分析了气溶胶同化对天津地区PM2.5数值预报效果的影响，以期为提升天津空气质量预报能力提供支撑。结果表明：气溶胶同化各控制变量背景误差水平相关系数的衰减尺度约50km，垂直方向上400m高度与模式底层的相关系数衰减至0.6左右；观测资料范围对同化结果影响显著，仅采用天津地区观测数据进行同化，对重污染过程期间天津地区PM2.5浓度模拟的影响时效约12h，采用模拟区域内所有观测数据进行同化影响时效可持续24h以上，且模拟效果更优；采用三维变分同化技术，实现地面PM2.5观测资料同化，天津地区PM2.5数值预报效果显著提升，预报值和实况值之间的相关系数由0.74增加到0.87，均方根误差由32.3μg·m-3减小为22.4μg·m-3，平均相对误差由39.9%减小为27.1%；同化对模式初始时刻的改进效果最明显，随时间同化效果衰减，14小时内改进效果最佳，对24小时PM2.5浓度预报也有明显改进。
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单位南开大学; 天津市气象科学研究所
