觀測資料的質(zhì)量控制直接影響數(shù)值預(yù)報資料同化的分析質(zhì)量。本文針對GRAPES區(qū)域同化和預(yù)報系統(tǒng)的三維變分,在討論觀測誤差的非高斯分布誤差模型的基礎(chǔ)上,發(fā)展建立了基于“高斯分布+均勻分布”和“高斯分布+拉普拉斯分布”觀測誤差模型的變分質(zhì)量控制方案,并檢驗分析了其適用性與有效性。同時,以全球預(yù)報系統(tǒng)(GFS)資料作為背景場,利用探空、地面、船舶、飛機、云跡風(fēng)等常規(guī)觀測資料和COSMIC衛(wèi)星反演資料進行同化和預(yù)報,分析了華南地區(qū)特大暴雨、臺風(fēng)的個例試驗和2013年8月共31天的批量試驗。試驗結(jié)果表明：變分質(zhì)量控制能夠依據(jù)觀測資料的不同質(zhì)量對觀測權(quán)重進行合理調(diào)整,對位勢高度、氣壓、風(fēng)、比濕的分析增量場和分析場改善顯著,尤其在強降水區(qū)具有更加明顯的效果；對降水落區(qū)、降水強度及中心位置的預(yù)報質(zhì)量具有較好的提高,特別對暴雨、大暴雨等較大降水量級的預(yù)報能力反映出更好的改善效果,同時對臺風(fēng)路徑有一定的改善作用,充分顯示了變分質(zhì)量控制在中小尺度劇烈天氣過程中對同化分析和預(yù)報的重要作用。與此同時,就變分質(zhì)量控制方案的初始啟動和關(guān)鍵參數(shù)進行了研究,并詳細討論了變分質(zhì)量控制的參數(shù)方案,通過設(shè)計四組試驗進行對比分析...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 質(zhì)量控制對資料同化的意義
    1.2 國內(nèi)外研究進展
        1.2.1 資料同化的發(fā)展
        1.2.2 質(zhì)量控制的研究
        1.2.3 非高斯觀測誤差方法
        1.2.4 變分質(zhì)量控制
    1.3 研究目的和創(chuàng)新點
    1.4 論文結(jié)構(gòu)及主要內(nèi)容
第二章 變分質(zhì)量控制原理與GRAPES同化預(yù)報系統(tǒng)
    2.1 引言
    2.2 觀測誤差的非高斯分布問題
    2.3 變分質(zhì)量控制原理
    2.4 GRAPES m3DVAR及預(yù)報系統(tǒng)
        2.4.1 GRAPES模式動力框架
        2.4.2 物理參數(shù)化方案
        2.4.3 GRAPES-3DVAR同化系統(tǒng)
    2.5 本章小結(jié)
第三章 變分質(zhì)量控制系統(tǒng)的構(gòu)建及理想試驗
    3.1 引言
    3.2 非高斯觀測誤差的概率分布模型與理想試驗
        3.2.1 “高斯分布+高斯分布”型PDF
        3.2.2 “高斯分布+均勻分布”型PDF
        3.2.3 “高斯分布+拉普拉斯分布”型PDF
        3.2.4 理想試驗
    3.3 變分質(zhì)量控制參數(shù)的選擇
        3.3.1 混合高斯分布參數(shù)方案
        3.3.2 變分質(zhì)量控制參數(shù)方案
        3.3.3 Huber norm參數(shù)方案
    3.4 變分質(zhì)量控制與傳統(tǒng)質(zhì)量控制的關(guān)系
    3.5 本章小結(jié)
第四章 變分質(zhì)量控制同化與預(yù)報效果分析
    4.1 引言
    4.2 資料與試驗方案設(shè)計
    4.3 變分質(zhì)量控制同化效果
        4.3.1 分析權(quán)重的變化
        4.3.2 高度增量場的分析
        4.3.3 物理量場的分析
        4.3.4 高度場均方根誤差分析
    4.4 變分質(zhì)量控制預(yù)報效果
        4.4.1 海平面氣壓預(yù)報分析
        4.4.2 降水預(yù)報分析
        4.4.3 批量試驗的檢驗與統(tǒng)計
        4.4.4 臺風(fēng)預(yù)報分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 變分質(zhì)量控制不同參數(shù)方案對比分析
    5.1 引言
    5.2 資料與試驗方案設(shè)計
    5.3 參數(shù)方案同化試驗分析
        5.3.1 降權(quán)資料的統(tǒng)計與分布
        5.3.2 分析增量場分析
        5.3.3 分析場對比分析
    5.4 參數(shù)方案預(yù)報試驗效果
        5.4.1 降水預(yù)報分析
        5.4.2 降水評分
        5.4.3 降水場均方根誤差分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與討論
    6.1 總結(jié)
    6.2 討論
    6.3 研究展望
致謝
參考文獻
作者簡介



本文編號：3820164