為改良集合轉(zhuǎn)換卡爾曼濾波方法（Ensemble Transform Kalman Filter, ETKF）在初始擾動中離散度偏小的問題,考慮引入物理不確定性,對比分析兩種初始擾動方法效果的差異,分析差異產(chǎn)生的原因,以期深入了解改善機(jī)制。研究風(fēng)暴尺度下暴雨對不同初始擾動誤差的敏感性差異,檢驗(yàn)兩種ETKF初始擾動方案改良的相對水平,分析不同方案對時空不確定性的預(yù)報能力以及不同尺度擾動對預(yù)報誤差的貢獻(xiàn)等。利用WRF模式構(gòu)建更新預(yù)報系統(tǒng),選取2014年5月一暴雨個例進(jìn)行極端強(qiáng)降水模擬和集合降水預(yù)報試驗(yàn),通過ETKF方法設(shè)計兩種初始擾動方案,其一是單一物理方案,稱為mono方案;另一種在方案一的基礎(chǔ)上,于分析擾動過程中加入多物理過程,而在預(yù)報過程開始后仍采取與方案一相同的設(shè)置,稱為multi方案。結(jié)果表明:（1） multi方案的離散度相比mono整體更優(yōu),顯然添加了多物理擾動方案的試驗(yàn)對結(jié)果有改進(jìn);在離散度分析中,multi方案在強(qiáng)對流區(qū)域的改進(jìn)效果比在整個區(qū)域中的要好,而對各變量的離散度和均方根誤差之比相當(dāng),說明集合預(yù)報系統(tǒng)的合理性;對各量級預(yù)報結(jié)果評分顯示,多物理方案在各量級降水預(yù)報評分... 

【文章來源】：南京信息工程大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１?ＷＲＦ模式系統(tǒng)主要模塊及運(yùn)行流程??

——１３時，此階段的對流單體再次加強(qiáng)，對流區(qū)為線狀，并且向東南方向移??動，最終形成颮線。最后此次降水從整體上看呈現(xiàn)東西帶狀分布（如圖３．３ａ），??中心位于安徽中北部及河南南部地區(qū)，２４ｈ累積降水量超過１２０ｍｍ。??．?＊ｓ?．．．．．．．＊？?＞、＊、、？?．，?＞??（ａ）?？?（ｂ）??．廠’?一?ｆ？?－＊?ＮＳ?＇?＾?＊￣?＊￣?—?＊？?＜■?？?－＊?－?？．??？?■?，Ａ‘卜?Ｊ！令…一？叫?？?？?ＡＪ？?＾４?＂??６０ｆｔＮ?９０＊＾?１２０＊Ｎ?１５０°Ｎ?６０°Ｎ?９０°Ｎ?１２０°Ｎ?１５０％??＼?＼＼Ｖ＼Ｌ?＂＂＂＂＂ｃ?？?＊?ｒ?？■?ｓ?ｉ?－?－？?？?？?＾?Ｃ?Ｃ?ｙ?－＊?－?？?？??ｉ?￣ｉ?ｐ￣１?＇?￣！?１?ｉ?１?＇?ｒ?１?１?ｉ?￣■?ｉ??６０°Ｎ?９０°Ｎ?１２０＾１?１５０°Ｎ?６０°Ｎ?９０°Ｎ?１２０°Ｎ?１５０＊Ｎ??圖３．１?２０１４年５月３１日００時和１２時位勢高度場（ｇｐｍ）疊加風(fēng)場（ｍ／ｓ）實(shí)況：（ａ）?００時??５００ｈＰａ；?（ｂ）?００?時?８５０ｈＰａ；?（ｃ）?１２?時?５００ｈＰａ；?（ｄ）?１２?時?８５０ｈＰａ??圖３．ｌａ－ｄ分別給出了?２０１４年５月３１日００時、１２時高、低空環(huán)流場，可以??看到，圖３．１ａ中３１日００時高空圖上高緯呈現(xiàn)兩槽一脊環(huán)流型，西伯利亞東部??和中部分別有一冷渦

圖３．３?２０１４年５月３１日００：?ＯＯＵＴＣ到６月１日００：?ＯＯＵＴＣ的２４ｈ觀測和控制預(yù)報累計??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]多物理ETKF在暴雨集合預(yù)報中的初步應(yīng)用[J]. 黃紅艷,齊琳琳,劉健文,黃江平,李崇銀.  大氣科學(xué). 2016(04)
[2]不同大尺度強(qiáng)迫條件下考慮初始場與側(cè)邊界條件不確定性的對流尺度集合預(yù)報試驗(yàn)[J]. 莊瀟然,閔錦忠,蔡沅辰,朱浩楠.  氣象學(xué)報. 2016(02)
[3]北京“7.21”特大暴雨不同集合預(yù)報方案的對比試驗(yàn)[J]. 李俊,杜鈞,劉羽.  氣象學(xué)報. 2015(01)
[4]集合預(yù)報方法在暴雨研究和預(yù)報中的應(yīng)用[J]. 杜鈞,李俊.  氣象科技進(jìn)展. 2014(05)
[5]GRAPES區(qū)域集合預(yù)報系統(tǒng)應(yīng)用研究[J]. 張涵斌,陳靜,智協(xié)飛,李應(yīng)林,孫云.  氣象. 2014(09)
[6]基于GRAPESMeso的集合預(yù)報擾動方案設(shè)計與比較[J]. 張涵斌,陳靜,智協(xié)飛,龍柯吉,王亞男.  大氣科學(xué)學(xué)報. 2014(03)
[7]基于集合卡爾曼變換的區(qū)域集合預(yù)報初步研究[J]. 龍柯吉,陳靜,馬旭林,紀(jì)永明.  成都信息工程學(xué)院學(xué)報. 2011(01)
[8]區(qū)域集合預(yù)報增長模繁殖擾動方法研究[J]. 肖玉華,何光碧,陳靜,鄧國.  高原氣象. 2011(01)
[9]T213全球集合預(yù)報系統(tǒng)性誤差訂正研究[J]. 李莉,李應(yīng)林,田華,崔波.  氣象. 2011(01)
[10]基于增長模繁殖法的風(fēng)暴尺度集合預(yù)報試驗(yàn)[J]. 高峰,閔錦忠,孔凡鈾.  高原氣象. 2010(02)

碩士論文
[1]颮線過程的集合預(yù)報初始擾動準(zhǔn)則的制定及研究[D]. 王孝慈.南京信息工程大學(xué) 2011



本文編號：3051942