热带气旋（TC）的强度和结构预报是一个巨大的挑战，特别是对于较强的TC。通过数据同化建立动力和热力协调一致的更加准确的初始涡旋是缓解强TC强度低估的重要途径。本研究选取了两个台风案例，分别是经历了快速增强（RI）过程的台风海贝思（2019），和逐渐增强的台风美莎克（2020）。证明了通过集合卡尔曼滤波（EnKF）同化TC丰满度可改善TC强度和结构的分析和预报效果。
       前人工作证明，丰满度作为对TC尺度的整体测量，和TC强度的相关性比单一的最大风速半径（RMW）或烈风半径（R17）更大。在本研究的两个台风案例中，集合预报的结果表明丰满度和干空气质量呈负相关，和低层环流、高层位温以及低层水汽呈正相关，并且相关系数的分布比RMW和R17都更连贯。模式状态变量与丰满度的相关系数在内核区域比和RMW的大，并且与R17类似，在外核区域保留了一定的大小和螺旋分布特征。且相关性可以从模式底层扩展到整个对流层。
       由于丰满度具有与质量场和风场广泛且连贯的相关性，同化丰满度后的分析场改善了TC的强度和结构。与没有同化丰满度的分析场相比，同化丰满度后的分析场有更强的涡旋环流和上层升温以及更多的低层水汽。和相关性分析的结果相吻合，分析增量可以从低层扩展到整个对流层，保留了高层暖心等结构。这些改进有利于后续预报中TC的增强。
       在循环同化实验中，由于TCF实验在同化丰满度后得到了更真实的初始涡旋，相比于CTRL实验改善了TC强度和结构的6小时预报（图1）。对于台风海贝思，RI阶段的强度误差减小尤为显著，而对台风美莎克这类逐步发展增强的案例，TCF实验几乎在所有起报时刻都得到了更小的误差。3天预报时效的实验表明，同化丰满度在大约24小时内显著改善了强度和结构预报。其中最小海平面气压误差减小的量级和持续时间都要大于最大风速（图2）。
 

资料同化,台风,强度预报