NOAAの全球予測システムにおけるAeolus HLOS風データ同化の最適化と影響評価

概要 ヨーロッパ宇宙機関のAeolusミッションは、2018年8月に初の宇宙搭載型ドップラー風ライダーを打ち上げました。Aeolus Level-2B（L2B）水平視線（HLOS）風観測は、NOAAの有限体積立方体球全球予測システム（FV3GFS）に統合されます。データ同化システムのコンポーネントは、これらのAeolus観測からの予測の影響を増加させるために最適化されています。2019年8月2日から9月16日までの期間に、Aeolus L2B HLOS風を使用した3つの観測システム実験（OSE）が実施されました：AeolusなしでNOAAのFV3GFSで運用的に同化されるすべての観測を同化するベースライン実験；ベースライン構成にAeolus L2B HLOS風を追加する実験；およびベースラインにHLOS風に適用される最小二乗法（TLS）回帰バイアス補正も含めた実験です。Aeolus HLOS風のランダム誤差（すなわち観測誤差）の分散は、ホリンズワース–ロンベルグ（HL）法を使用して推定されます。両方のOSEからの結果は、NOAAの全球予測に対するAeolus L2B HLOS風の正の影響を示します。最も大きな影響は熱帯の上層対流圏および下部成層圏で見られ、1～3日目の風ベクトル予測の二乗平均平方根誤差（RMSE）が最大4%減少します。さらに、Aeolusの同化は熱帯サイクロンに周囲の進行流に影響を与え、東太平洋盆地の2～5日目の予測でトラック予測誤差が15%削減され、大西洋盆地の2日目および5日目でそれぞれ5%および20%削減されます。ほとんどの場合、追加のTLSバイアス補正は、バイアス補正なしのAeolusの同化と比較して、NOAAの全球数値天気予報（NWP）システムにおけるAeolusデータ同化の正の影響を増加させます。