WRF 多重解析度四維變分資料同化方法之研究
期刊名稱： 大氣科學期刊
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劉志權 1 林忠義 2* 洪景山 3 江晉孝 3 蔡雅婷 3
1 美國國家大氣科學研究中心
2 國家災害防救科技中心
3 中央氣象局
(中華民國 107 年 8 月 29 日收稿，中華民國 108 年 02 月 04 日定稿)
摘要
有別於三維變分法，四維變分資料同化(Four Dimensional Variational Data Assimilation，4DVAR)方法具有 1.擁有與流場相關的背景誤差統計特性，2.可同 化不同時間之觀測資料，以及 3.可利用適當的約束條件來增加分析場動力與熱力 的平衡關係。然而四維變分資料同化需要大量計算資源，包括電腦記憶體的使用 和計算效率。為此，本研究在 WRF 4DVAR 的架構下，發展在內迴圈使用多重解 析度(Multi-Resolution Incremental 4DVAR，MRI-4DVAR)解決方案，以增進同化 的運算效能。同時透過同化傳統觀測資料，以評估此一方案的同化效能。
結果顯示，MRI-4DVAR 方法透過改變模式內層迭代網格解析度的條件，可 以比傳統 Full resolution incremental 4DVAR(FRI-4DVAR)節省至少約 13 倍的計 算時間。在同化單點溫度測試實驗和同化所有傳統觀測資料的實驗中，可看出 MRI-4DVAR 和 FRI-4DVAR 的結果差異不大。在同化後進行雨量預報的結果中也 可看出 MRI-4DVAR 與 FRI-4DVAR 不論是在定性或是定量的比較上皆很相近。 午後雷雨個案結果顯示，MRI-4DVAR 法，有機會掌握局部發生的極短時強降雨 現象，但對於局部複雜地形上的降雨極值預報仍有待進一步改進。
