集合平方根濾波(EnSRF)方法是由傳統(tǒng)集合卡爾曼濾波(EnKF)方法衍生而來的,是無需擾動觀測的一種確定性算法,從而避免擾動觀測引起的采樣誤差。集合平方根濾波利用流依賴特性的背景場誤差協(xié)方差分析資料,解決了變分同化中求解伴隨模式等問題。 當(dāng)前,集合平方根濾波仍存在采樣誤差等問題,必須采用其它技術(shù)(如局地化、協(xié)方差膨脹等)來克服。本文在自主構(gòu)建的WRF-EnSRF系統(tǒng)中使用采樣誤差訂正局地化方法,根據(jù)觀測和狀態(tài)變量相關(guān)系數(shù)的先驗(yàn)分布關(guān)系,通過離線蒙特卡羅(offline Monte Carlo)技術(shù)制作與集合數(shù)以及樣本相關(guān)系數(shù)有關(guān)的查找表格以計(jì)算局地化系數(shù)因子,訂正因有限集合數(shù)造成的采樣誤差。該方法引入WRF-EnSRF同化系統(tǒng),通過對模擬雷達(dá)觀測進(jìn)行有關(guān)風(fēng)暴尺度的一系列同化試驗(yàn),且用實(shí)際多普勒雷達(dá)資料的同化試驗(yàn)驗(yàn)證該方法的實(shí)用性。結(jié)果表明： 1)采樣誤差訂正局地化方法能夠在WRF-EnSRF系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn),且能更準(zhǔn)確的獲得物理分析場； 2)采樣誤差訂正局地化的權(quán)重系數(shù)不依賴于距離半徑,對距離半徑的敏感度較低。權(quán)重系數(shù)隨同化時次不斷更新,體現(xiàn)流依賴特性。 3)非線性快速發(fā)展的風(fēng)暴,采用采樣...

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

圖3.1左圖表示單點(diǎn)探空的垂直廓線，其中溫度廓線為黑色實(shí)線，露點(diǎn)溫度廓線為藍(lán)色實(shí)線，干絕熱為紅色虛線，右圖表示熱泡，L5km高度擾動位溫，單位K

圖3.2第90分鐘，模擬雷達(dá)觀測的空間分布

圖3.3同化第40、60和90min，5km高度上水平風(fēng)場（矢量箭頭，m/s)，垂直速度（等值線）和靈蔽混合比（彩色陰影，g/kg)

圖3.4真實(shí)風(fēng)暴對流區(qū)域(反射率大于l(WSz)空間平均的集合平均分析場與真實(shí)場的均方根誤差隨時間演變

本文編號：3884119