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大气是一种典型的混沌系统，存在内在的不确定性，数值天气预报初值和模式的误差总是存在，所以在日渐扩展的诸多研究课题中，大气运动的可预报性一直是饶有兴趣的研究问题。近年来对大气可预报性问题的研究，无论从深度和广度上都有很大的发展。在经典问题上，除了对可预报性的理论极限有了新的估计外，更着力从理论的可预报性向“实际可预报性”的转化，对正确理解大气可预报性已成为数值天气预报与资料同化发展的重要基础。如何充分利用中尺度可预报性研究成果，更有效地开展资料同化、集合预报、适应性观测策略研究等具有十分重要的理论意义。
本文以中国科学家自主研究的全球/区域同化和预报系统(GRAPES)为试验手段，从常规观测和适应性观测两个方面开展了我国观测系统影响试验与可预报性研究，对我国现有的常规观测系统对数值天气预报的影响进行估计，深入研究了探空观测和下投式探空仪观测在典型个例中对数值预报的影响情况，使用动力学方法寻找典型个例中的敏感区位置，尝试引用集合预报的思想进行了敏感区扰动影响试验。本文的研究结果表明，在目前的科学和技术方法水平上，加强观测系统影响试验的研究、发展适应性观测可以改进我国对一些重要天气事件的预报能力和预报水平，提高数值预报的准确率。以下是本文的主要结论总结：
(一)不确定性影响试验和常规观测系统影响试验的研究结果表明：(1)在选取的个例中，与非静力平衡和静力平衡假设造成的模式差异性相比，初始场的误差对预报的影响程度更大。(2)探空资料对中国区域数值天气预报准确性的提高有显著的正影响作用，云迹风和船舶资料确实对预报也有正影响作用，但是要比探空观测的影响小。(3)探空观测的影响有时也有负面的情况，但是多出现在48小时之后的预报中。(4)探空观测对温度和降水预报的影响非常大。
(二)研究一种新型目标观测资料，即下投式探空仪观测资料对台风“杜鹃”预报的影响，结果表明：(1)在三维变分同化系统中增加Dropsonde观测资料后，模式对台风路径、台风中心位置和强度，以及各层位势高度的预报都有所改善，但对台风移动速度的预报变差。(2)Dropsonde观测资料的增加对台风的风场、降水的预报都有很大的改变。(3)三维变分同化系统中Dropsonde观测资料的误差结构设置对预报结果影响也较大。
(三)针对探空观测的重要性，通过一系列的试验寻找到个例中的分析场敏感区，并在敏感区内进行扰动影响试验。得到结论如下：(1)敏感区的位势高度初始场误差随气流向下游传播并发展，同时在其下游激发出了一个新的负偏差区域，一正一负两个误差区在低压气旋内随气流逆时针方向旋转移动并增强，基本不离开低压区。(2)敏感区内的观测对其下游一小目标区48～60小时的各层位势高度预报有所改善。(3)敏感区内的误差对各层位势高度、海平面气压和降水的预报都有很大影响，但对温度预报的影响不是很明显。