為改善 GRAPES （Global and Regional Assimilation and Prediation System）區(qū)域集合預報初始擾動場的質量,準確刻畫中小尺度天氣系統(tǒng)預報誤差結構特征,提高區(qū)域集合預報水平,本文在GRAPES區(qū)域集合預報等壓面ETKF （集合轉換卡爾曼濾波）初始擾動方案的基礎上,首先引入對流層低層大氣運動信息對原方案進行優(yōu)化,發(fā)展建立了與GRAPES m3DVAR系統(tǒng)完全一致的模式空間mETKF初始擾動方案,解決了現(xiàn)有等壓面ETKF初始擾動方案與模式空間同化系統(tǒng)不協(xié)調的問題,從而更好地改善了集合擾動質量及其隨預報時效增長的合理性。試驗結果表明,吸收對流層低層大氣運動信息后的初始擾動方案,更加合理地反映了低層中小尺度大氣運動特征,顯著提高了區(qū)域集合預報初始場質量。模式空間mETKF初始擾動方案對各模式物理量預報結果均有明顯改善,新方案的集合預報性能在一定程度上得到提高。主要研究結論如下:（1）引入低層大氣信息的ETKF初始擾動方案,能夠合理地捕捉低層中小尺度天氣系統(tǒng)的擾動信息、準確地描述中小尺度天氣系統(tǒng)預報誤差的結構特征;較好地改善了集合離散度,體現(xiàn)... 

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 集合預報的發(fā)展及應用
    1.2 集合預報初始擾動的研究
    1.3 集合預報偏差訂正及釋用
    1.4 集合預報面臨的問題與發(fā)展前景
    1.5 論文主要內容和創(chuàng)新點
        1.5.1 論文研究目的和創(chuàng)新點
        1.5.2 論文章節(jié)安排
第二章 GRAPES區(qū)域集合預報系統(tǒng)
    2.1 數(shù)值預報模式
        2.1.1 GRAPES模式動力框架
        2.1.2 GRAPES物理參數(shù)化方案
    2.2 三維變分同化系統(tǒng)
    2.3 GRAPES區(qū)域集合預報系統(tǒng)及初始擾動方案
第三章 模式空間ETKF初始擾動方案
    3.1 ETKF初始擾動原理
    3.2 模式空間擾動方案的構建
        3.2.1 ETKF垂直坐標的變換
        3.2.2 觀測算子的構造
        3.2.3 濕度擾動和垂直大氣信息的優(yōu)化
        3.2.4 真實資料的引入和觀測誤差的變化
第四章 低層大氣對GRAPES區(qū)域集合預報質量的影響
    4.1 試驗方案設計及資料
    4.2 個例試驗分析
    4.3 批量試驗結果分析
        4.3.1 集合離散度與均方根誤差
        4.3.2 Talagrand分布與CRPS評分
        4.3.3 集合預報的可辨識度與可信度
        4.3.4 異常值(Outliers)評分
    4.4 結論與討論
第五章 mETKF初始擾動方案的批量試驗
    5.1 mETKF初始擾動的試驗方案及資料
    5.2 批量試驗結果分析
        5.2.1 集合擾動特征分析
        5.2.2 集合離散度與均方根誤差
        5.2.3 Talagrand分布與CRPS評分
        5.2.4 集合預報的可辨識度與可信度
        5.2.5 異常值(Outliers)評分
    5.3 結論與討論
第六章 總結與討論
    6.1 總結
    6.2 問題及討論
參考文獻
致謝
作者簡介


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]中尺度模式不確定性與初值擾動試驗研究[D]. 王太微.中國氣象科學研究院 2008



本文編號：3690912