發展歷程
大氣再分析是利用氣象觀測資料、數值模式和資料同化技術對過去大氣狀況的重現,在天氣、氣候、海洋和水文等領域具有廣泛套用。從20世紀90年代中期開始,美國、歐盟和日本等先後組織和實施了一系列全球大氣資料再分析計畫。
第一代再分析主要包括:美國國家環境預報中心(
NCEP)和國家大氣研究中心(NCAR)的50年(1948年~)NCEP/NCAR全球大氣再分析,歐洲中期數值預報中心(ECMWF)的15年(1979-1993年)全球大氣再分析(ERA-15),以及
NASA資料同化局(DAO)的15年再分析。
第二代再分析主要包括:NCEP/DOE 再分析(1979年~),ECMWF 的 ERA-40(1958-2001年)以及日本氣象廳(JMA)和電力中央研究所(CRIEPI)聯合組織實施的 JRA-25(1979年~)。
第三代再分析主要包括:ECMWF 的 ERA-Interim(1979至2019年)、NCEP 的 CFSR(1979年~)、NASA的 MERRA(1979 年~),以及 JMA 的 JRA-55(1958-2012年)。其中 JRA-55還包 括 兩 個 額 外 的 版 本:JRA-55C(1972-2012年 ,只 同 化 常 規 觀 測 ) 和JRA-55AMIP(1958-2012年,不同化觀測,相當於氣候模擬)。
最近,ECMWF發布的最新一代再分析(ERA5),與前幾代不同的是引入集合信息來表征“流依賴”的背景誤差協方差矩陣。第四代大氣再分析解析度達到30公里左右,同化技術為四維變分,分析時間段至少覆蓋40年。
技術的發展
2013年11月,
中國氣象局啟動了我國全球大氣再分析計畫。2014年啟動了全球大氣再分析系統與數據集建設。2015年5月13日,我國第一代全球大氣和陸面再分析產品(CRA)在京正式發布。2019年我國自主研發的大氣再分析CRA-40開展準業務化套用,實現了我國大氣再分析從0到1的突破。
CRA-40再分析產品參數:
CRA-40 扭轉了只能依賴國外再分析資料開展業務科研的現狀,為關鍵技術 “卡脖子” 問題提供了解決方案,也挖掘了我國歷史觀測資料和風雲衛星氣象觀測的價值。該產品在中國區域充分同化了風雲氣象衛星、青藏高原科學試驗等觀測資料,體現了中國特色,有效促進了中國長序列基礎氣象資料在防災減災、氣候變化應對和科技創新中的套用。
套用
大氣再分析資料一方面作為大氣科學領域重要的科研資料,發揮著重要的學術價值 ;另一方面,大氣再分析資料可以用於各類型的氣象服務,為幫助國家、企業和公眾應對氣候變化,發揮著巨大的社會價值。