運用AVHRR資料於一維變分反演TOVS觀測的實驗

周鑑本^{1 2}

¹中央氣象局衛星中心
²國立中央大學大氣物理研究所

(中華民國八十七年十一月十三日收稿；中華民國八十七年十二月三十一日定稿)

摘要

　　變分反演法是目前使用十分普遍的方法,並可推廣至三維、四維的情況。然而目前主要仍是以晴空視場的處理為主,但是衛星觀測中有雲的視場仍佔有不少的比例。Eyre(1989)在其模擬研究中指出,較精確的雲參數初始猜値可降低一維變分反演雲遮視場時的計算的疊代次數,甚至對反演能否收斂亦有影響。本文的目的即在研究以 AVHRR 資料提供較精確的雲參數始猜值對於一維變分反演真實 TOVS 雲遮視場之影響。
　　實驗的結果顯示,對於全雲遮的個案而言,76%的個案收斂成功,部分雲遮的情形則有88%的個案反演收斂。而疊代計算次數在兩種情形下平均都在 5 次以內。AVHRR 資料對於反演雲參數是有助益的,對於反演溫、溼剖面的影響則是不明顯的。由於使用 AVHRR 資料使我們對於雲參數的掌握比較精確,可以將有雲的視場加以分類討論。在全雲遮的情形下,當雲高在 1000hPa到 900hPa 時,其溫、溼剖面反演的結果與晴空時類似,在背景溫度剖面已十分精確(均方根誤差 0.5K 到 1.0K)的情形下,仍有微量(0.2K)的改進在 500hPa 到 900hPa 之間。而水汽(g/Kg)可減少背景場誤差均方根對數值0.06,隨雲高上升,反演結果受到限制,當雲高 800hPa 以上,水汽與溫度的反演結果皆不明顯。而在部分雲遮的情形下,雲高在800hPa以下,及雲高在800hPa 以上但雲量較小(< 0.35)時。也能得到與晴空視場類似的反演結果。因此對於雲遮視場而言,可依其雲參數的情形加以選用,增加資料同化時的資料來源。

關鍵詞：反演、資料同化