将卫星反照率同化至半分布式集合雪包模拟中
地球物理
2019-10-25 v1
摘要
雪包模型及其气象驱动的不确定性限制了其在雪崩危险预报或冰川学和水文研究中的使用。当前可用于雪崩危险预报的空间化模拟仅同化了稀疏气象观测。如近期研究所建议，通过同化可见光与近红外谱段卫星雪反照率等卫星数据，可显著改善其预报技巧。事实上，这些数据有助于约束表层雪的微结构特性及吸光杂质含量，进而影响表面能量与质量收支。本文研究了将卫星数据同化至详细雪包模型的先决条件。为此构建了法国气象局业务雪包预报系统（名为 S2M）的集合版本。该业务系统运行于地形类而非网格点，即所谓的半分布式方法。每个类别对应法国阿尔卑斯山 23 个山体之一（每个约 1000km^{2}）、一个高度区间（步长 300m）和坡向（步长 45{\deg}）。我们评估了在此种半分布式几何中同化卫星数据的可行性。将集合模拟与来自 MODIS 和 Sentinel-2 的卫星观测以及原位反照率观测进行比较。研究聚焦于 Grandes-Rousses 山体 2013-2014 和 2016-2017 年冬季。发现 MODIS 观测与模拟在该区域有显著的 Pearson R^{2} 相关性（0.75-0.90）。这表明同化它可能对空间化雪包预报系统产生影响。然而，观测含有显著偏差（反照率 0.1-0.2），阻碍了其直接同化。MODIS 光谱波段比似乎偏差小得多。
引用
@article{arxiv.1910.10966,
title = {Towards the assimilation of satellite reflectance into semi-distributed ensemble snowpack simulations},
author = {Bertrand Cluzet and Jesus Revuelto and Matthieu Lafaysse and François Tuzet and Emmanuel Cosme and Ghislain Picard and Laurent Arnaud and Marie Dumont},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.10966},
year = {2019}
}