TOVS卫星反演资料变分分析在气象预报中的应用研究

"TOVS卫星反演资料变分分析的试验研究与应用① (1999年)" 本文深入探讨了TOVS（Total Ozone Viewing Spectrometer，总臭氧观测散射仪）卫星反演资料在气象数据分析中的作用，特别是通过变分分析技术提高其精度和准确性的方法。TOVS卫星资料因其高分辨率和广泛覆盖的特点，成为补充海洋、高原等难以获取常规观测数据地区资料的重要手段。随着对非常规卫星资料利用的重视，减少TOVS资料与常规资料之间的误差成为研究的关键。 作者张菊芳等人采用变分分析技术对TOVS卫星反演资料进行同化处理，这种技术源自J. L. Lions提出的变分法。变分分析是一种优化方法，旨在寻找最佳解，以满足特定条件下的最小化或最大化目标。在气象领域，这通常用于优化初始条件，提高数值天气预报的精度。 实验结果显示，通过变分分析，可以有效地融合常规观测与TOVS卫星反演资料的优势，减少系统误差，从而更精确地描绘天气系统。TOVS反演资料虽然具有高分辨率，但由于卫星仪器的限制和反演过程中的技术问题，仍存在系统误差。为了评估这些误差，研究人员选取了特定时间段内的TOVS反演资料和地面观测站数据，使用最优插值法进行比较分析。 在误差分析过程中，研究人员发现TOVS反演资料与地面观测之间存在显著差异，但通过变分分析，能够校正这些误差，同时保持TOVS资料的高分辨率特性。这对于提高对诸如西太平洋副热带高压等关键天气现象的研究至关重要，也有助于解决偏远地区的气象数据获取问题。 文章还提到了其他卫星资料同化的常用方法，如逐步订正法和最优插值法，但强调了变分分析在消除误差和保持数据细节方面的优势。此外，文中提到实时TOVS反演资料可以通过自主研发的接收系统或网络直接获取，展示了实际应用的可行性。 总结起来，这篇1999年的研究论文揭示了TOVS卫星反演资料在气象分析中的潜力，通过变分分析技术实现了资料的优化，为提高气象预报的准确性和全面性提供了有力工具。这一研究对于当时的数值天气预报发展具有重要意义，并且对当今的卫星资料处理和同化分析仍有参考价值。