1三维变分同化算法
三维变分同化（3DVAR）的实质是将所获得的多普勒雷达资料进行归一化处理，使其约束成为分析场与观测场、分析场与背景场两者之间的偏差二次泛函极小值问题。利用该思想对数据资料进行反演运算可以有效消除多普勒雷达天气测量过程中因不适定性所引入的误差问题和背景场不一致问题，实现资料数据的有机融合。
2反射率因子的3DVAR同化
反射率因子用于表征目标的后向散射能力，可与其他雷达资料建立联系，进而利用所建立的联系对背景场做适当的调整。以雨强与反射率因子之间的关系为例，利用假设条件和统计资料可以建立两者间的关系模型，该模型可用于对水凝物等进行统计与分析。假设多普勒雷达资料中包含雷达的位置信息，用（x，y，z）表示；观测对象的位置信息，用(xi，yi，zi)表示；构建大气三维风场模型，用（u，v，w）表示，则综合利用检测到的相对位置距离和目标对象的下落末速度可以获得目标对象的直接同化观测算子。
3多普勒雷达资料3DVAR同化方法分析
对上述同化方法进行分析可以总结得到3DVAR同化方法的四个性质。
（1）对多普勒雷达资料中的径向风观测算子中的垂直运动项对所获得结果的影响不大，其主要会对背景场的水平运动状态产生影响，进而将该影响传递给质量场。在Richardson平衡方程约束条件下对垂直速度同化影响效果进行定量分析可以看出，由于垂直速度相较于水平速度而言存在两个数量级的差距，故其在低仰角和远距观测中并不存在显著的影响效果。
（2）对垂直速度进行同化处理可以在一定程度上改善三维动力场，进而在水平方向的辐合辐散造成较大影响。在不考虑非绝热加热及地形因素影响时，该影响不涉及质量场。
（3）考虑非绝热加热和地形因素时，水平风场的量值会呈现变化趋势，即地形不同、水汽凝结等现象会对目标对象的垂直运动状态带来显著的影响。
（4）现有的同化方法中并不涉及雨水混合比参数与其他资料数据间的相关性分析，需要通过反演的方式从反射率因子中推导获得其定量分析结果。但是在某些特定环境空间区域，所获得的反演结果与实际观测结果间还存在较大的误差，为减小误差，需要对方法进行进一步的修订和改进。
作者：张道平
