标题：Combined IR microwave satellite retrieval of temperature and moisture profiles using the ICI inversion system and its application in the MM5 model
其他标题：Combined IR-microwave satellite retrieval of temperature and moisture profiles using the ICI inversion system and its application in the MM5 model
摘要：LAS MEDICIONES DE RADIACIÓN DESDE SATÉLITE OFRECEN LA OPORTUNIDAD DE RECUPERAR VARIABLES ATMOSFÉRICAS A UNA RESOLUCIÓN HORIZONTAL MUCHO MAYOR QUE LA QUE SE ALCANZA CON MEDICIONES IN SITU (P. EJ. CON RADIOSONDAS). SIN EMBARGO LA EXACTITUD DE ESOS DATOS ES CRUCIAL PARA SU UTILIZACIÓN Y LA NATURALEZA PROBLEMÁTICA DEL CASO IMPIDE UNA SOLUCIÓN DIRECTA. SE HAN INVESTIGADO VARIAS APROXIMACIONES DE RECUPERACIÓN, INCLUYENDO TÉCNICAS EMPÍRICAS, ACOPLADAS A MODELOS NUMÉRICOS DE PREDICCIÓN CLIMÁTICA, Y TÉCNICAS DE ANÁLISIS DE DATOS COMO LA REGRESIÓN. EN ESTE TRABAJO SE UTILIZA EL ESQUEMA DE LA INVERSIÓN ACOPLADA CON IMAGEN (ICI, INVERSION COUPLED IMAGER, EN INGLÉS) PARA OBTENER INFORMACIÓN DE LOS PERFILES VERTICALES DE TEMPERATURA Y HUMEDAD POR MEDIO DE LA LUMINOSIDAD DE LAS TEMPERATURAS INFRARROJA Y DE MICRO ONDAS OBTENIDAS DESDE UN SATÉLITE DE ÓRBITA POLAR. LAS DESVIACIONES DEL SESGO Y DE LA RAÍZ CUADRADA DE LA MEDIA (RMS, POR SUS SIGLAS EN INGLÉS) SE DETERMINARON, POR SEPARADO, PARA LAS CONDICIONES DE INVIERNO Y VERANO, SOBRE LA TIERRA Y EL MAR, UTILIZANDO DATOS DEL REANÁLISIS DEL NACIONAL CENTER FOR ENVIRONMENTAL PREDICTION (NCEP). LOS RESULTADOS MUESTRAN QUE EL ERROR RMS DE TEMPERATURA EN LA TROPOSFERA BAJA ES DE UNOS 2 K. POR OTRO LADO SE ENCONTRÓ QUE LOS ERRORES RMS DE LOS PERFILES DE HUMEDAD ESTÁN ALREDEDOR DE 1 G KG-1. SIN EMBARGO, DEBAJO DE 850 HPA LOS ERRORES PARA LOS PERFILES DE TEMPERATURA Y HUMEDAD FUERON, SOBRE TIERRA, DE 3.5 K Y 3 G KG-1 Y SOBRE EL MAR DE 2.5 K Y 2.0 G KG-1. PARA LA PREDICCIÓN DE DOS CICLONES TROPICALES QUE SE FORMARON SOBRE LA BAHÍA DE BENGALA DEL 24 AL 27 DE NOVIEMBRE DE 2002 Y DEL 16 AL 18 DE MAYO DE 2004, SE DISEÑARON DOS EXPERIMENTOS NUMÉRICOS, UNA SIMULACIÓN DE CONTROL SIN ASIMILACIÓN DE LAS OBSERVACIONES Y OTRO EN EL QUE LOS PERFILES DE TEMPERATURA Y HUMEDAD FUERON RECUPERADOS DE LA UNIDAD AVANZADA DE SONDEO DE MICRO ONDAS (AMSU, POR SUS SIGLAS EN INGLÉS) Y DE LA SONDA DE ALTA RESOLUCIÓN DE RADIACIÓN INFRARROJA (HIRS, POR SUS SIGLAS EN INGLÉS). LA CORRIDA DEL MODELO CON LAS ASIMILACIONES DE AMSU Y HIRS PUDO SIMULAR MEJOR EL VIENTO Y LAS ESTRUCTURAS TERMODINÁMICAS ASOCIADAS A UN CICLÓN TROPICAL QUE LA CORRIDA DE CONTROL. EL PATRÓN ESPACIAL DE PRECIPITACIÓN SIMULADO CON EL MODELO CON ASIMILACIÓN CONCUERDA BIEN CON LAS OBSERVACIONES DE LA TROPICAL RAINFALL MEASURING MISSION (TRMM) PARA EL CASO DEL CICLÓN DE NOVIEMBRE DE 2004. LAS SERIES DE TIEMPO DE LA PRESIÓN DEL NIVEL MÍNIMO DEL MAR Y DE LA VELOCIDAD MÁXIMA DEL VIENTO, SIMULADAS CON EL MODELO CON ASIMILACIÓN, SON MÁS CERCANAS A LAS OBSERVACIONES CORRESPONDIENTES QUE LAS DE LA SIMULACION DE CONTROL.
其他摘要：Radiance measurements from satellites offer the opportunity to retrieve atmospheric variables at much higher horizontal resolution than is presently afforded by in-situ measurements (e.g., radiosondes). However, the accuracy of these retrievals is crucial to their usefulness, and the ill-posed nature of the problem precludes a straightforward solution. A number of retrieval approaches have been investigated, including empirical techniques, coupling with numerical weather prediction models, and data analysis techniques such as regression. In this paper, the inversion coupled with imager (ICI) scheme is used to retrieve vertical temperature and moisture profiles from infrared and microwave brightness temperatures from a polar-orbiting satellite. The bias and root mean square (RMS) deviations were assessed for the winter and summer conditions over land and sea, separately, using the National Center for Environmental Prediction (NCEP) reanalysis data. The results showed the RMS error of temperature in the lower troposphere to be about 2 K. On the other hand, the RMS errors of the moisture profiles are found to be about 1 g kg-1. However, below 850 hPa the errors were of the order of about 3.5 K and 3 g kg-1 for the temperature and moisture profiles over the land and about 2.5 K and 2.0 g kg-1 over the sea. Two numerical experiments are designed, one control simulation without assimilation of observations, and another in which the advanced microwave sounding unit (AMSU) together with high-resolution infrared radiacion sounder (HIRS) retrieved temperature and moisture profiles are assimilated for the prediction of two tropical cyclones, which formed over the Bay of Bengal during 24 to 27 November 2002 and during 16 to 18 May 2004. The model run with assimilation of AMSU and HIRS could simulate the wind and thermodynamic structures associated with a tropical cyclone better than the control run. The spatial pattern of the precipitation simulated by the model with assimilation is in good agreement with the Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) rainfall observations for the November 2002 cyclone case. The time series of minimum sea level pressure and maximum wind speed simulated by the model run with assimilation are closer to the corresponding observations when compared with the control simulation.
