GOES-R系列衛(wèi)星的通過渲染。致謝:uux.cn/洛克希德·馬丁公司
（神秘的從太察閃地球uux.cn）據(jù)中國科學(xué)院：在12月6日發(fā)表在《大氣科學(xué)進(jìn)展》(Advances in Atmospheric Sciences，AAS)上的空觀一項研究中，來自俄克拉荷馬大學(xué)的電改薛明教授和他的團(tuán)隊率先開展了一項研究，重點是進(jìn)雷利用地球靜止業(yè)務(wù)環(huán)境衛(wèi)星“R系列”(GOES-R)閃電觀測的能力，通過數(shù)值天氣預(yù)測模型改善雷暴預(yù)測。暴預(yù)報
地球靜止衛(wèi)星在赤道上空相對于地球靜止不動，通過提供經(jīng)度大約100度的從太察閃廣闊視野，覆蓋南北緯50度之間的空觀廣大地區(qū)。配備了閃電測繪儀，電改能夠不分晝夜地探測和記錄每20秒一次的進(jìn)雷閃電，具有跨越陸地和海洋的暴預(yù)報高空間分辨率，這種來自衛(wèi)星的通過信息對于探測迅速發(fā)展的雷暴非常寶貴。
薛教授的從太察閃研究小組開發(fā)了一個業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)，稱為grid point Statistical Interpolation(GSI)，空觀能夠直接同化GOES-R地球靜止閃電測繪儀(GLM)的閃電范圍密度(FED)數(shù)據(jù)。
在GSI使用集合卡爾曼濾波(EnKF)方法開發(fā)和評估FED同化能力的早期工作的基礎(chǔ)上，發(fā)表在AAS的這篇論文使用混合集合變分(EnVar)方法開發(fā)和測試FED同化能力，該方法結(jié)合了EnKF和變分方法的優(yōu)點。
結(jié)果表明，EnVAR同化功能的實現(xiàn)是成功的，同化閃電資料對超級單體雷暴的預(yù)報產(chǎn)生了積極的影響。論文進(jìn)一步比較了EnVar與EnKF和3DVar(三維變分)方法的性能，通過單次觀測實驗仔細(xì)檢查差異。
研究結(jié)果表明，來自PEn3DVar的分析增量往往大于來自EnKF的分析增量，這主要是由于FED觀測算子中不同的定位策略和水平積分限制。總的來說，EnVar的預(yù)測性能與EnKF和采用確定性預(yù)測作為背景的EnKF版本相當(dāng)，表明EnVar算法的正確實現(xiàn)。

風(fēng)云四號靜止氣象衛(wèi)星于2016年發(fā)射，搭載中國首個機載閃電探測器。鳴謝:uux.cn/中國氣象局國家衛(wèi)星氣象中心
“鑒于地球靜止衛(wèi)星收集的閃電成像儀數(shù)據(jù)的巨大空間覆蓋范圍和高時間分辨率，通過在風(fēng)暴級數(shù)值天氣預(yù)測模型中利用這些數(shù)據(jù)，雷暴預(yù)測可以得到顯著改善，特別是在缺乏業(yè)務(wù)天氣雷達(dá)觀測的地區(qū)，這在大多數(shù)國家仍是如此，”薛明教授說。
“GOES-R閃電測繪儀覆蓋了南美洲和北美洲的大部分地區(qū)，這些數(shù)據(jù)也可以用來改善南美洲的天氣預(yù)報，從而提高防備能力，減少惡劣天氣造成的經(jīng)濟損失?！?br>與此同時，這些數(shù)據(jù)還為風(fēng)暴的發(fā)展提供了重要的見解，幫助氣象學(xué)家跟蹤惡劣的天氣事件并提供及時的警告。
這項新的研究不僅強調(diào)了衛(wèi)星數(shù)據(jù)整合的潛力，也標(biāo)志著在解開風(fēng)暴預(yù)測的復(fù)雜性方面向前邁進(jìn)了一步。這些進(jìn)步為易受惡劣天氣現(xiàn)象影響的社區(qū)帶來了更安全、更知情的未來。
“受這些結(jié)果的鼓舞，不同國家的氣象局也在考慮在地球靜止衛(wèi)星上安裝類似的閃電測繪儀。最近，我們的研究團(tuán)隊成員應(yīng)邀在一個強調(diào)閃電數(shù)據(jù)在模型中的應(yīng)用的國際研討會上介紹和討論我們的工作。
中國氣象局國家衛(wèi)星氣象中心副主任、衛(wèi)星校準(zhǔn)和驗證方面的領(lǐng)先專家張鵬教授說:“認(rèn)識到基于衛(wèi)星的閃電觀測在監(jiān)測和預(yù)報對流系統(tǒng)中的重要作用，氣象衛(wèi)星協(xié)調(diào)小組(CGMS)鼓勵衛(wèi)星機構(gòu)提高閃電監(jiān)測能力。中國的風(fēng)云四號氣象衛(wèi)星已經(jīng)攜帶了一個閃電測繪儀，類似于GOES-R上的閃電測繪儀。

(責(zé)任編輯：百科)