ECMWFの統合予測システムにおけるスクリーンレベル変数の同化：予測品質と解析土壌水分への影響に関する研究

要旨 多くの運用数値予測アプリケーションにおいて、土壌水分の解析は、モデル化された初期推測とスクリーンレベル変数、すなわち2メートルの気温と2メートルの相対湿度に基づいています。欧州中期予報センター（ECMWF）の統合予測システムに基づく61日間の分析/予測実験が、2002年6月と7月に実施されました。運用最適補間（OI）スキームに基づく解析と予測は、土壌水分が自由に変化するオープンループシステムから得られた結果と比較されました。土壌水分の同化または解析は、モデル大気に対して重要な影響を与えることがわかりました。運用解析を使用した場合、700 hPaまでの北半球の気温予測は最大9日間にわたり大幅に改善されました。しかし、オクラホマ・メソネットからの現場観測と比較すると、運用OIシステムは土壌水分の解析とその後の予測の両方を改善できていないことが分かりました。さらに、システムは背景予測における誤った降水によって引き起こされるエラーに対する土壌水分の補正ができません。イリノイ気候ネットワークからの二週間ごとの観測がこれらの結果を支持しています。本研究は、スクリーンレベル変数を使用した解析スキームの特性が長い間想定されていたが（しかし滅多に証明されていなかった）ことを確認します：観測は乱流表面フラックスを改善するのに効果的であり、結果として広範な地理的領域における天気予報を改善します。結果的な土壌水分プロファイルの質は、しばしば水文または農業用途には不十分です。