红外辐射资料全空同化中观测背景差(OMB)的非高斯性是面临的难题之一。Geer-Bauer观测误差膨胀方案是处理该问题的常用方法。然而,该方案没有考虑模式与观测之间的一致性,导致部分观测背景一致的区域,观测误差明显偏大。
围绕这一问题,博士生史冰颖、杨春副教授、闵锦忠教授对该方案进行了修改,提出了一种新的红外辐射率资料全空同化的观测误差膨胀方案,旨在对模式观测一致的区域分配更合理的观测误差。
该研究基于静止卫星葵花8号先进红外成像仪的水汽通道数据,设置了多组同化试验。试验结果表明,与原Geer-Bauer观测误差膨胀方案和常数观测误差方案相比,采用新观测误差方案后,标准化的OMB更符合高斯分布,分析亮温场更优,更能改善分析场的温湿结果。此外,针对实际台风“利奇马”(2019)的研究表明,新观测误差方案对台风预报,尤其是路径预报,准确度更高,大幅降低了风场和温湿场的预报误差。同时,台风长时效5天循环同化试验也显示,新观测误差方案不会引起额外的模式不平衡问题,且在分析场和预报场中,均能得到更准确的台风位置,路径预报效果尤甚。
总体而言,新的观测误差膨胀方案能够提高标准化后的观测背景差的高斯性,有效改善分析场,进而提高预报效果。

图1 新观测误差方案对标准化OMB的改进效果示意图
论文信息:
Shi, B. Y., C. Yang, and J. Z. Min, 2025: Modified observation error inflation scheme for all-sky infrared radiance assimilation based on the model–observation agreement. Adv. Atmos. Sci., https://doi.org/10.1007/s00376-025-4335-7.