区域集合预报系统的集合变换卡尔曼滤波初始扰动的余弦分析约束方案

基于GRAPES区域集合预报系统，针对初始扰动对预报误差描述能力依然不足的问题，在动力降尺度构造集合初始扰动的基础上，本文利用集合变换卡尔曼滤波（ETKF）方法更新集合扰动以捕获更多中小尺度扰动信息，提出并发展了一种融合资料同化分析增量特征信息的新的分析约束扰动方法——余弦分析约束扰动，对ETKF更新后集合初始扰动的不合理信息进行适应性自主调整，使得不同空间尺度的初始扰动物理结构和振幅尽可能与相应的预报误差结构和振幅相一致。试验结果表明，随天气形式的持续演变，强降水区域分析约束调整的集合初始扰动的中小尺度信息明显更为丰富，且温度扰动显示出更明显的优势；在模式积分初期，余弦分析约束扰动方案的集合离散度和扰动能量在空间分布与演变特征等方面均表现出更为合理的发展趋势，初始扰动质量及预报性能由此得到了有效改善。