觀測(cè)資料的質(zhì)量控制直接影響數(shù)值預(yù)報(bào)資料同化的分析質(zhì)量。本文針對(duì)GRAPES區(qū)域同化和預(yù)報(bào)系統(tǒng)的三維變分,在討論觀測(cè)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(cè)誤差模型的變分質(zhì)量控制方案,并檢驗(yàn)分析了其適用性與有效性。同時(shí),以全球預(yù)報(bào)系統(tǒng)(GFS)資料作為背景場(chǎng),利用探空、地面、船舶、飛機(jī)、云跡風(fēng)等常規(guī)觀測(cè)資料和COSMIC衛(wèi)星反演資料進(jìn)行同化和預(yù)報(bào),分析了華南地區(qū)特大暴雨、臺(tái)風(fēng)的個(gè)例試驗(yàn)和2013年8月共31天的批量試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：變分質(zhì)量控制能夠依據(jù)觀測(cè)資料的不同質(zhì)量對(duì)觀測(cè)權(quán)重進(jìn)行合理調(diào)整,對(duì)位勢(shì)高度、氣壓、風(fēng)、比濕的分析增量場(chǎng)和分析場(chǎng)改善顯著,尤其在強(qiáng)降水區(qū)具有更加明顯的效果；對(duì)降水落區(qū)、降水強(qiáng)度及中心位置的預(yù)報(bào)質(zhì)量具有較好的提高,特別對(duì)暴雨、大暴雨等較大降水量級(jí)的預(yù)報(bào)能力反映出更好的改善效果,同時(shí)對(duì)臺(tái)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(duì)同化分析和預(yù)報(bào)的重要作用。與此同時(shí),就變分質(zhì)量控制方案的初始啟動(dòng)和關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了研究,并詳細(xì)討論了變分質(zhì)量控制的參數(shù)方案,通過設(shè)計(jì)四組試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比分析...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 質(zhì)量控制對(duì)資料同化的意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)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(cè)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(diǎn)
    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(bào)系統(tǒng)
    2.1 引言
    2.2 觀測(cè)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(bào)系統(tǒng)
        2.4.1 GRAPES模式動(dòng)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(yàn)
    3.1 引言
    3.2 非高斯觀測(cè)誤差的概率分布模型與理想試驗(yàn)
        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(yàn)
    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(bào)效果分析
    4.1 引言
    4.2 資料與試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
    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(chǎng)的分析
        4.3.3 物理量場(chǎng)的分析
        4.3.4 高度場(chǎng)均方根誤差分析
    4.4 變分質(zhì)量控制預(yù)報(bào)效果
        4.4.1 海平面氣壓預(yù)報(bào)分析
        4.4.2 降水預(yù)報(bào)分析
        4.4.3 批量試驗(yàn)的檢驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)
        4.4.4 臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào)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(duì)比分析
    5.1 引言
    5.2 資料與試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
    5.3 參數(shù)方案同化試驗(yàn)分析
        5.3.1 降權(quán)資料的統(tǒng)計(jì)與分布
        5.3.2 分析增量場(chǎng)分析
        5.3.3 分析場(chǎng)對(duì)比分析
    5.4 參數(shù)方案預(yù)報(bào)試驗(yàn)效果
        5.4.1 降水預(yù)報(bào)分析
        5.4.2 降水評(píng)分
        5.4.3 降水場(chǎng)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(xiàn)
作者簡(jiǎn)介



本文編號(hào)：3820164