With the advent of phased array radar (PAR) technology, it is possible to capture the development and evolution of convective systems in a much shorter time interval and with higher spatial resolution than traditional Doppler radar. Research on the assimilation of PAR observations in numerical weather prediction model is still very few in China. In this study, the impact of assimilating PAR data on the model forecasts is investigated with a case study of a local heavy rainfall system that occurred in Foshan city, Guangdong Province on 26 August 2020. A series of sensitive experiments for this study is conducted. Both of the retrieved three-dimensional wind and hydrometeor fields are assimilated through nudging method for the TRAMS_RUC_1km (Tropical Regional Assimilation Model for South China sea_The Rapid Update Cycle_1km). The temperature and moist fields are also adjusted accordingly. The results show that significant improvements are made by the experiments with latent heat nudging and adjustment of moisture vapor field, which implies the importance of thermodynamic balance in the initialization of convective system and highlights the need to assimilate PAR radar observation in a continuous manner to maximize the impact of the data. Sensitivity tests also indicate that the relaxation time should be less than 5 minutes. In general, the assimilation of PAR data can significantly improve the nowcasting of regional heavy precipitation in this case. This paper is the first step toward operational PAR data assimilation in the numerical weather prediction model of southern China.

中文翻译：

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通过同化相控阵雷达的风和反射率观测来改进强对流的临近预报：一个案例研究

随着相控阵雷达（PAR）技术的出现，与传统的多普勒雷达相比，可以在更短的时间间隔内以更高的空间分辨率捕捉对流系统的发展和演变。我国在数值天气预报模式中对PAR观测资料同化的研究还很少。本研究以 2020 年 8 月 26 日广东省佛山市发生的局地暴雨系统为例，研究同化 PAR 数据对模型预测的影响。为此研究进行了一系列敏感实验。反演的三维风场和水凝场均通过微推法同化了TRAMS_RUC_1km（南海热带区域同化模型_快速更新周期_1km）。温度和湿度场也相应调整。结果表明，潜热轻推和水汽场调节实验取得了显着改善，这意味着热力学平衡在对流系统初始化中的重要性，并强调需要以连续方式同化 PAR 雷达观测以最大化数据的影响。灵敏度测试还表明松弛时间应少于 5 分钟。总的来说，PAR 资料的同化可以显着改善这种情况下区域强降水的临近预报。本文是华南数值天气预报模式业务PAR资料同化的第一步。结果表明，潜热轻推和水汽场调节实验取得了显着改善，这意味着热力学平衡在对流系统初始化中的重要性，并强调需要以连续方式同化 PAR 雷达观测以最大化数据的影响。灵敏度测试还表明松弛时间应少于 5 分钟。总的来说，PAR 资料的同化可以显着改善这种情况下区域强降水的临近预报。本文是华南数值天气预报模式业务PAR资料同化的第一步。结果表明，潜热轻推和水汽场调节实验取得了显着改善，这意味着热力学平衡在对流系统初始化中的重要性，并强调需要以连续方式同化 PAR 雷达观测以最大化数据的影响。灵敏度测试还表明松弛时间应少于 5 分钟。总的来说，PAR 资料的同化可以显着改善这种情况下区域强降水的临近预报。本文是华南数值天气预报模式业务PAR资料同化的第一步。这意味着热力学平衡在对流系统初始化中的重要性，并强调需要以连续方式同化 PAR 雷达观测以最大限度地发挥数据的影响。灵敏度测试还表明松弛时间应少于 5 分钟。总的来说，PAR 资料的同化可以显着改善这种情况下区域强降水的临近预报。本文是华南数值天气预报模式业务PAR资料同化的第一步。这意味着热力学平衡在对流系统初始化中的重要性，并强调需要以连续方式同化 PAR 雷达观测以最大限度地发挥数据的影响。灵敏度测试还表明松弛时间应少于 5 分钟。总的来说，PAR 资料的同化可以显着改善这种情况下区域强降水的临近预报。本文是华南数值天气预报模式业务PAR资料同化的第一步。在这种情况下，PAR 资料的同化可以显着改善区域强降水的临近预报。本文是华南数值天气预报模式业务PAR资料同化的第一步。在这种情况下，PAR 资料的同化可以显着改善区域强降水的临近预报。本文是华南数值天气预报模式业务PAR资料同化的第一步。