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基于本船观测的气象资料三维变分同化方法: 本发明公开了一种基于本船观测的气象资料三维变分同化方法，包括对本船观测的常规资料进行数据清洗，以及对雷达资料进行质量控制；利用全球预测系统的再分析数据，生成模式背景场；将处理后的常规资料和雷达资料融合到模式背景场中进行同...; 董惠隆刘爽张习帅周元龙贾作龚勋于小婷周厚瑀

三维变分同化方法及应用研究: 数据同化能够连接观测数据和模型,在大气、海洋、陆面、生态等多个领域被广泛应用.目前动力场内物理模型普遍存在模拟预测所需时间长,成本较高且预测精度不高等问题.所以为了提高模拟预测速度、改善模型模拟预测精度,本学位论文在原有...; 张最; 关键词：数据同化三维变分同化

改进三维变分同化模型及应用:动力场数据同化: 2023年; 在动力场中,如何消除观测数据受观测条件以及观测仪器误差对仿真物理模型的影响,以获得高精度、高质量的数据至关重要。三维变分作为连续型变分数据同化算法的主流,在融合同化来自动力场的模式和观测值时,其代价函数中构造的背景误差协方差矩阵和观测误差协方差矩阵不可逆,是造成无法使用梯度降低的方式求出其最优估计量问题的原因。对于动力场的数据同化方法,提出了两种改进的三维变分同化模型,不同于优化算法、变量变换、维度分解等其他数学求解方法,所提出的粒度化数据同化和改进三维变分代价函数方法解决了矩阵不可逆导致的算法无法计算的问题。在实证分析中,对于维度差异较高的实验数据和模型仿真数据,这两种方法都具有很好的算法鲁棒性,而且展现出较高的算法精度。; 李振龙吴涛张最徐猛猛; 关键词：三维变分鲁棒性代价函数

一种基于贝叶斯的雷达非降水回波间接三维变分同化方法: 本申请提出了一种基于贝叶斯的雷达非降水回波间接三维变分同化方法及系统，涉及大气科学大气资料与数据同化邻域。一种基于贝叶斯的雷达非降水回波间接三维变分同化方法包括：构建非降水回波邻域同化的贝叶斯水汽估计模块；设置非降水回波...; 高士博陈佳慧韩亚东朱盛杰殷红

一种反射率因子反演的垂直速度的三维变分同化方法: 本发明涉及一种反射率因子反演的垂直速度的三维变分同化方法，该方法包括以下步骤：⑴由Doppler天气雷达反射率因子观测结合模式背景场垂直速度统计特征反演代理垂直速度观测<I>w</I>；⑵利用绝热的理查森方程作为物理转换...; 杨毅李红甘茹蕙

雷达反射率湿度相关估计的集合三维变分同化方法及系统: 本申请提出了一种雷达反射率湿度相关估计的集合三维变分同化方法及系统，涉及大气科学数值天气预报领域。一种雷达反射率湿度相关估计的集合三维变分同化方法包括：基于WRFDA3DEnVar混合同化方法，通过编写程序增加能够综合利...; 高士博吴钰欣周立宏韩亚东朱盛杰

基于高分辨率气溶胶观测资料的多尺度三维变分同化及预报: 2022年; 随着中国空气质量监测站点数量的日益增加,在很多地区已经形成了高分辨率的气溶胶观测网,针对传统的三维变分同化方法3DVAR(3-Dimensional Variational)难以有效利用气溶胶资料的多尺度(特别是其中的小尺度)观测信息问题,提出了一种两次迭代的气溶胶多尺度三维变分同化方法TS-3DVAR(Two-scale-3DVAR).TS-3DVAR方法通过对背景误差样本进行尺度分离,构造出大尺度和小尺度两个背景误差协方差,同时将气溶胶资料中的观测信息分离为大尺度和小尺度,然后分别利用相应尺度的背景误差协方差以及空气质量模式背景场进行同化,获得能够描述气溶胶多尺度分布特征的最优同化分析场.利用中国空气质量监测站点一个月的PM和PM观测资料进行同化和预报试验.结果表明,TS-3DVAR提高了同化对大尺度和小尺度观测信息的利用率,在54~216km(2~8倍水平网格距)的波长区间和351km(13倍水平网格距)以上的波长区间,TS-3DVAR同化增量的功率密度平均比3DVAR高71.70%和35.33%;TS-3DVAR比3DVAR对PM初始场的改进更显著,同化分析场中PM的平均相关系数(Corr)比3DVAR提高了0.052(6.12%),平均均方根误差(RMSE)降低了3.446μg m(16.4%);同时,TS-3DVAR可以显著地提高PM模式预报的准确率,在0~24h之间,PM预报的Corr平均比3DVAR提高了0.025(5.08%),RMSE降低了2.027μg m(4.85%).; 臧增亮梁延飞尤伟李毅潘晓滨李志锦; 关键词：多尺度三维变分资料同化

基于WRFDA-Chem三维变分同化系统的中国PM2.5和PM10资料同化试验: 2022年; 将大气化学三维变分同化系统WRFDA_Chem引入睿图—化学环境气象数值预报系统(RMAPS-Chem),利用2016年11月地面观测细颗粒物(PM2.5)和颗粒物(PM10)逐小时质量浓度资料进行同化预报试验:6 h循环同化结果表明,WRFDA-Chem对初始场PM2.5和PM10的模拟偏差和相关性有显著改善,均方根误差(RMSE)减小40%左右,相关性提高0.27~0.37;同化对预报改进能持续24 h以上,PM2.5(PM10)浓度预报RMSE降低25%(10%),相关性提升14%(25%);加密同化频次(逐小时循环同化)进一步改进预报效果。未来需要进一步开展同化数据质量控制方案研究以优化业务预报效果,并在深入理解模式不确定性和偏差来源的情况下,进一步开展模式和同化系统的协同发展。; 魏颖赵秀娟张自银徐敬刘志权孙溦陈丹; 关键词：三维变分

风廓线雷达资料的质量控制及在三维变分同化中的应用研究: 风廓线雷达是一种新型的测风雷达,能够对大气水平风的垂直分布进行探测,提供高时空分辨率的风场信息,在我国气象业务中发挥着越来越重要的作用。但是,我国风廓线雷达型号众多,资料质量差别较大。为了更好的使用风廓线雷达测风资料,提...; 赵新宇; 关键词：风廓线雷达三维变分同化

一种基于IMPROVE方程的气溶胶消光系数的三维变分同化方法: 一种基于IMPROVE方程的气溶胶消光系数的三维变分同化方法，步骤如下：依据三维变分理论和IMPROVE方程，编写求解三维变分目标泛函的计算机程序，称为同化系统；H称为观测算子，是一个M×N维的矩阵，其中M等于y的长度，...; 臧增亮梁延飞尤伟郝子龙胡译文刘斌汪代春潘晓滨

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