气象学报
氣象學報
기상학보
ACTA METEOROLOGICA SINICA
2012年
1期
101-108
,共8页
杨毅%弓中强%王金艳%刘鑫华
楊毅%弓中彊%王金豔%劉鑫華
양의%궁중강%왕금염%류흠화
同化%集合卡尔曼滤波%时间扩展取样
同化%集閤卡爾曼濾波%時間擴展取樣
동화%집합잡이만려파%시간확전취양
目前,集合卡尔曼滤波同化预报循环系统主要的计算量和时间都花费在样本成员的预报上,小样本数虽能减少计算量,但样本数过少,特别是当有模式误差时,又会导致滤波发散.为了提高集合卡尔曼滤波同化预报循环系统的效率并减轻滤波发散等问题,开展了基于WRF的时间扩展取样集合卡尔曼滤波同化模拟探空的试验研究,以考察其在中尺度模式中的同化效果.预报时对一组样本数为Nb的样本,不仅在分析时刻取样,同时也在分析时刻前和后每间隔△t时间进行M次取样,即在没增加预报样本数的情况下,增加了分析样本成员数(Nb+2M×Nb),从而在保证不降低分析精度的前提下,也达到减小集合卡尔曼滤波的计算量的要求.通过一系列试验来检验时间扩展取样的时间间隔△t及在分析时刻前和后最大取样次数M对同化结果的影响.试验结果表明,当选择合适的△t和M时,时间扩展集合卡尔曼滤波的同化效果非常接近于样本数为(1+2M)×Nb的传统集合卡尔曼滤波效果,具有一定的可行性.
目前,集閤卡爾曼濾波同化預報循環繫統主要的計算量和時間都花費在樣本成員的預報上,小樣本數雖能減少計算量,但樣本數過少,特彆是噹有模式誤差時,又會導緻濾波髮散.為瞭提高集閤卡爾曼濾波同化預報循環繫統的效率併減輕濾波髮散等問題,開展瞭基于WRF的時間擴展取樣集閤卡爾曼濾波同化模擬探空的試驗研究,以攷察其在中呎度模式中的同化效果.預報時對一組樣本數為Nb的樣本,不僅在分析時刻取樣,同時也在分析時刻前和後每間隔△t時間進行M次取樣,即在沒增加預報樣本數的情況下,增加瞭分析樣本成員數(Nb+2M×Nb),從而在保證不降低分析精度的前提下,也達到減小集閤卡爾曼濾波的計算量的要求.通過一繫列試驗來檢驗時間擴展取樣的時間間隔△t及在分析時刻前和後最大取樣次數M對同化結果的影響.試驗結果錶明,噹選擇閤適的△t和M時,時間擴展集閤卡爾曼濾波的同化效果非常接近于樣本數為(1+2M)×Nb的傳統集閤卡爾曼濾波效果,具有一定的可行性.
목전,집합잡이만려파동화예보순배계통주요적계산량화시간도화비재양본성원적예보상,소양본수수능감소계산량,단양본수과소,특별시당유모식오차시,우회도치려파발산.위료제고집합잡이만려파동화예보순배계통적효솔병감경려파발산등문제,개전료기우WRF적시간확전취양집합잡이만려파동화모의탐공적시험연구,이고찰기재중척도모식중적동화효과.예보시대일조양본수위Nb적양본,불부재분석시각취양,동시야재분석시각전화후매간격△t시간진행M차취양,즉재몰증가예보양본수적정황하,증가료분석양본성원수(Nb+2M×Nb),종이재보증불강저분석정도적전제하,야체도감소집합잡이만려파적계산량적요구.통과일계렬시험래검험시간확전취양적시간간격△t급재분석시각전화후최대취양차수M대동화결과적영향.시험결과표명,당선택합괄적△t화M시,시간확전집합잡이만려파적동화효과비상접근우양본수위(1+2M)×Nb적전통집합잡이만려파효과,구유일정적가행성.