基于青藏高原夏季加密探空的CRA再分析产品评估OA

青藏高原天气气候不仅对亚洲区域气候产生深远影响,还在更大范围内调控北半球气候格局。国外多种大气再分析产品已被广泛用于揭示高原天气气候特征。中国气象局于2020年发布了第一代全球大气再分析产品(CRA),前期评估发现其在常规观测数据密集区表现优异,但在观测稀疏的青藏高原地区性能尚待研究。因此,基于第三次青藏高原大气科学试验5个台站2014年6-8月共686条未被模式同化的高质量探空廓线,对CRA在高原上空的温度、风场和相对湿度进行独立检验;并选取高原及周边21个探空站业务观测数据开展非独立性检验,将评估结果与欧洲中期天气预报中心(ECMWF)中期再分析产品(ERA-Interim)、ECMWF第五代再分析产品(ERA5)及日本55年再分析产品(JRA-55)共三套再分析产品进行对比分析。非独立检验结果表明:在对流层和平流层低层,CRA温度和风场与业务探空观测的相关系数均大于0.9。相对于业务探空观测,CRA温度在对流层中高层的均方根误差(RMSE)小于1℃,400 hPa和500 hPa温度平均偏差(Bias)接近于0℃。CRA近地面纬向风的RMSE约为2.5 m·s^(-1),随高度逐渐减小,至100 hPa下降至1.5 m·s^(-1)。相对湿度在各高度层的RMSE均维持在20%以下。独立检验结果表明:600~30 hPa,CRA相对于探空温度、纬向风和经向风的均方根误差(RMSE)均值在高原西部分别为1.38℃、3.19 m·s^(-1)和3.22 m·s^(-1);在高原东部分别为1.16℃、2.65 m·s^(-1)和2.90 m·s^(-1),西部区域各要素误差略高于东部,且表现出显著的日变化特征。600 hPa及以下,CRA的气温和相对湿度误差最大值均出现在午后。在500 hPa,CRA相对湿度误差最大值出现在傍晚。总体上,CRA能够客观地再现青藏高原地区温度、风速和相对湿度的垂直变化特征。与其他几套再分析产品相比,CRA相对湿度最接近探空湿度观测,风场误差略高于其他再分析产品,但平均差异不超过0.4 m·s^(-1)。