【摘要】：如今,隨著生活水平的提高,人們越來越關(guān)注天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確度。資料同化技術(shù)作為提高天氣預(yù)報(bào)水平的重要手段,其首要任務(wù)便是對地面氣象觀測資料進(jìn)行有效的質(zhì)量控制。由于我國地域遼闊、地形氣候復(fù)雜、氣象站點(diǎn)分布不均等因素,致使地面氣象觀測資料質(zhì)量不高,僅有小部分能夠進(jìn)入資料同化系統(tǒng),難以滿足現(xiàn)在氣象業(yè)務(wù)需求�；诖�,本文以地面氣溫觀測資料在時(shí)間維度上的分布特征為出發(fā)點(diǎn),考慮到氣象觀測站點(diǎn)的分布密度及氣溫觀測資料的完備情況,建立了相應(yīng)的單站質(zhì)量控制模型,并對模型的泛化性能及穩(wěn)定性進(jìn)行了深入分析。主要內(nèi)容如下:運(yùn)用去趨勢波動(dòng)分析技術(shù)、多重分形去趨勢波動(dòng)分析技術(shù)從時(shí)間維度對地面氣溫觀測資料分別進(jìn)行長程相關(guān)性分析和多重分形特性分析,為質(zhì)量控制模型的構(gòu)建提供理論基礎(chǔ)。基于長程相關(guān)性,考慮氣溫觀測資料中存在的白噪聲,利用集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解法(EEMD)和三次指數(shù)平滑法(CES),構(gòu)建EEMD-CES單站質(zhì)量控制方法;基于多重分形特性,考慮低密度區(qū)域站點(diǎn)觀測資料完備性欠佳,利用分形插值(FI)方法構(gòu)建基于粒子群優(yōu)化(PSO)的FI單站質(zhì)量控制方法,并對參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,對插值點(diǎn)進(jìn)行最優(yōu)選取。多次案例分析表明,地面氣溫觀測資料不僅具有較強(qiáng)的長程相關(guān)性,還具有復(fù)雜的多重分形特性。基于這些分布特性,EEMD-CES單站質(zhì)量控制算法在高密度區(qū)域和低密度區(qū)域觀測站點(diǎn)都表現(xiàn)出較高的檢錯(cuò)能力,能夠解決大部分觀測站點(diǎn)的質(zhì)量控制問題;對于部分鄰站分布密度極低、資料缺失嚴(yán)重的氣象站點(diǎn),PSO-FI單站質(zhì)量控制方法則依據(jù)氣溫觀測資料的分形特征,利用分形插值法對觀測資料進(jìn)行插值補(bǔ)充,從另一個(gè)角度實(shí)現(xiàn)了觀測資料的質(zhì)量控制,且與傳統(tǒng)單站質(zhì)量控制方法相比,具有顯著的質(zhì)量控制效果。
【圖文】：

源2002 年大氣監(jiān)測工程建設(shè)實(shí)施以來，，國家級地面自動(dòng)氣象中國大陸 31 個(gè)省市，涵蓋了我國絕大部分區(qū)域，西到經(jīng)度 E，北到緯度 53°31'N，南到緯度 4°00'N。全國氣象觀測站點(diǎn)分 中可以直觀地看出我國地面氣象觀測站的分布特點(diǎn)，呈現(xiàn)東的不對稱狀態(tài)，西藏地區(qū)是目前站點(diǎn)密度最低的一塊區(qū)域。國現(xiàn)階段的城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況相吻合，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)如北市有著較高的站點(diǎn)密度；西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較為薄弱，加之，因此站點(diǎn)密度較低；而稀少的臺站分布影響著全面觀測西定程度上也制約著當(dāng)?shù)貧夂虻难芯颗c數(shù)值天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)的發(fā)
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：P412.11

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本文編號：2617900