皇群博
- 作品数：8 被引量：23H指数：3
- 供职机构：国防科学技术大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：天文地球电子电信环境科学与工程理学更多>>
- 集合背景误差方差中小波阈值去噪方法研究及试验被引量：10
- 2017年
- 背景误差方差的集合估计值中带有大量采样噪声,在应用之前需进行降噪处理.区别于一般的高斯白噪声,采样噪声具有空间和尺度相关性,部分尺度上的噪声能级远大于平均能级.本文针对背景误差方差中采样噪声的特征,引入小波阈值去噪方法,并根据截断余项的小波系数分布特征发展了一种计算代价很小,能自动修正阈值的算法.一维理想试验结果表明,该方法能滤除大量采样噪声,提高背景误差方差估计值的精度.相对于原来的小波阈值方法,修正阈值后减少了因部分尺度上噪声能级过大导致的残差,去噪后的RMSE减少了13.28%.将该方法应用在实际的集合资料同化系统中,结果表明,小波阈值方法优于谱方法,阈值修正后能在不影响信号的前提下增大小波去噪强度.
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- 关键词：小波去噪
- 基于对偶数理论的资料同化新方法被引量：2
- 2015年
- 针对变分资料同化中目标泛函梯度计算精度不高且复杂等问题,提出了一种基于对偶数理论的资料同化新方法,主要优点是:能避免复杂的伴随模式开发及其逆向积分,只需在对偶数空间通过正向积分就能同时计算出目标泛函和梯度向量的值.首先利用对偶数理论把梯度分析过程转换为对偶数空间中目标泛函计算过程,简单、高效和高精度地获得梯度向量值;其次结合典型的最优化方法,给出了非线性物理系统资料同化问题的新求解算法;最后对Lorenz 63混沌系统、包含开关的不可微物理模型和抛物型偏微分方程分别进行了资料同化数值实验,结果表明:新方法能有效和准确地估计出预报模式的初始条件或物理参数值.
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- 关键词：资料同化梯度分析
- 集合四维变分资料同化研究进展被引量：3
- 2016年
- 背景误差协方差矩阵的精确定义是构建高水平资料同化系统的先决条件。传统四维变分资料同化(4D-Var)方法将观测资料处理转化成以动力模式为约束的泛函极小化问题,通过调整控制变量,使指定时间窗口内由控制变量得到的模式预报结果与实际观测资料之间的偏差达到最小。该方法在同化窗口内可以利用模式的切线性和伴随隐式地改变背景误差协方差,能够在某种程度上满足快速发展的天气过程。但是大部分业务中心的四维变分资料同化系统仍采用静态化的背景误差协方差矩阵模型来缓解背景误差协方差矩阵的维度问题,即矩阵维数远大于可用信息量。随着计算机科学的迅猛发展,维度问题可以进一步通过集合的方法缓解。集合四维变分资料同化就是基于这一目标通过构造多个能反映出背景误差协方差分布特征的样本集合来弥补可用信息量的不足。该方法目前已在ECMWF、Mete-France等业务中心实现业务化,为确定性四维变分资料同化系统提供流依赖背景误差协方差估计。简要介绍了集合四维变分资料同化方法的基本原理;其次以ECMWF为例,概述了四维变分资料同化系统的业务现状,重点阐述了系统在开发过程中需要解决的扰动、滤波、校正等一些关键技术;最后探讨集合四维变分资料同化系统目前存在的问题和未来可能的研究方向。
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- 多源卫星观测数据在全球四维变分同化系统中的应用被引量：3
- 2014年
- 首先描述高分辨率全球四维变分资料同化系统的基本软件框架,并对多源卫星资料同化的关键技术作阐述;其次通过统计分析,说明新型卫星观测数据的引入不但能够增加同化系统中的信息量,而且能够提高其他类型观测数据的利用率;然后通过一个月的统计检验结果表明:无论是从距平相关还是均方根误差而言,在有效同化无线电掩星和卫星风资料后,高分辨率同化预报系统预报技巧的提高是十分明显的;最后,通过一个强降水个例的分析结果表明:基于新的初始场全球模式降水预报准确性较高,就强降水中心区域的预报而言,模式预报和观测实况较为一致,优于国外模式降水预报。
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- 关键词：卫星观测四维变分资料同化
- 集合资料同化中方差滤波技术研究及试验被引量：2
- 2015年
- 本文基于YH4DVAR业务系统构建了集合资料同化试验平台,利用10个集合样本统计得到的流依赖背景误差能显著改进业务应用中背景误差方差的结构和大小.但是受样本数的限制,背景误差方差的集合估计值中引入了大量的随机取样噪声.为了降低噪声对估计值的影响,本文采用谱滤波方法,根据信号和噪声尺度的统计特征构造一个低通滤波器来滤除背景误差方差估计值中的大部分随机取样噪声.在2013年第九号台风"飞燕"的集合方差滤波试验中,10个样本的滤波结果优于30个样本的集合估计值.谱滤波方法的成功应用有效降低了集合资料同化系统对集合样本数的要求,将是集合资料同化系统未来业务化运行的一项不可或缺的关键技术.
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- 云水污染的卫星微波资料变分同化技术
- 云和降水中包含了大量与天气系统发生发展密切相关的大气信息,改进云水区的初始条件对提高数值预报技巧非常重要。微波遥感具有穿透云和降水的特点,特别是微波成像仪的飞速发展,提供了更加丰富的云水区信息。但是,目前数值预报中的卫星...
- 皇群博
- 关键词：四维变分同化SSM/I
- 文献传递
- 对台风“海燕”的初值场分析及比较
- 本文通过WRF-3DVar和GSI两种三维变分同化系统为2013年第30号台风"海燕"提供了两个初始场,经过WRF模式向前预报72h后对预报结果进行分析,并对比两个系统的同化效果。结果表明：(1)GS...
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- 关键词：资料同化GSIWRF
- 晴空条件FY-3C大气微波垂直探测资料变分同化研究
- 国产自主极轨气象卫星FY-3C温度计MWTS-Ⅱ和湿度计MWHTS资料质量源优良且对数值天气预报的同化和模式预报有重要的意义。鉴于国内外针对此类卫星资料的同化现状，本文从提高陆地上空和低层微波垂直探测资料利用率出发，针对...
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- 文献传递
