气象卫星资料同化是提升数值天气预报准确率的关键技术之一。我国首颗晨昏轨道卫星——风云三号E星（FY-3E）自成功发射并实现业务运行以来，其数据质量与应用评估备受瞩目。本研究通过同化FY-3E搭载的微波湿度计（MWHS-2）和微波温度计（MWTS-3）数据，对2022~2023年西北太平洋上19个热带气旋（TCs）的路径与强度的预报性能进行了评估。针对每个热带气旋案例，研究设计了三组对比试验：控制试验（CONV）仅同化常规观测数据，另两组试验分别新增MWHS-2（MWHS）与MWTS-3（MWTS）数据同化。通过对多台风资料同化的初始场分析和72小时预报结果统计，旨在揭示FY-3E卫星微波辐射亮温资料同化对提升TC预报准确率的潜在贡献。
图1. 19 个TC平均的 (a) 纬向风（单位：m/s）、(b) 经向风（单位：m/s）、(c) 温度（单位：K）和 (d) 相对湿度（单位：%）分析增量场均方根误差廓线。
同化分析结果表明，对于纬向风和经向风场，MWHS的均方根误差（RMS）在300 hPa以下最小，但在100 hPa以上最大；而MWTS总体上表现出与之相反的特征。与CONV相比，温度场中层MWHS和MWTS的 RMS值均较大，而在低层RMS则较小，其中MWTS在高层RMS值最大。对于相对湿度场，由于MWHS-2湿度通道同化增加了丰富的水汽信息，因此MWHS试验在150-925 hPa之间RMS值最大，而MWTS则表现为低层RMS最大。
图2. 19个TC的MWHS（左列）和MWTS（右列）相比于CONV试验72小时预报的（a、b）路径误差、（c、d）最低海平面气压误差和（e、f）最大风速误差的变化率。
路径预报方面，与CONV相比，MWHS和MWTS在72小时预报时段内的路径误差的RMS分别减小了3.86%和-1.64%，这表明与MWTS-3相比，同化MWHS-2数据对TC路径预报的改善效果更显著。对于日平均误差而言，MWHS效果最优，特别是在预报的第二日和第三日。
强度预报方面，MWTS试验最低海平面气压（MSLP）和最大风速（MWS）预报误差RMS比CONV试验分别减小了7.78%和4.76%，而MWHS试验则表现为日均预报误差最大，说明同化MWTS-3较MWHS-2资料能够显著改善TC强度预报。
上述研究成果发表于大气科学领域专业期刊《Atmospheric Research》。论文的第一作者为中国科学院大气物理研究所的在读博士生方荻，通讯作者为中国科学院大气物理研究所陈光华研究员。该研究得到了国家自然科学基金（42175073）和风云卫星应用先行计划（2022）任务“风云卫星微波主被动联合台风监测预警技术”（FY-APP-2022.0109）的资助，以及国家重大科技基础设施项目“地球系统数值模拟装置”（Earth System Numerical Simulation Facility）的计算支持。
Fang D, Chen G, Xu X, et al. Evaluating clear-sky assimilation of FengYun-3E microwave radiance data in predicting multiple tropical cyclones over the Western North Pacific[J]. Atmospheric Research, 2025, 320: 108025. https://www.sciencedirect.com/sc ... i/S0169809525001176
来源： https://iap.cas.cn/gb/xwdt/kyjz/202505/t20250506_7642046.html
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