导读:本文包含了四维变分资料同化系统论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:四维,资料,模式,系统,算法,线性,数值。
四维变分资料同化系统论文文献综述
朱孟斌,张卫民,曹小群[1]（2013）在《GPS掩星一维弯曲角算子在四维变分资料同化系统中的实现方法研究》一文中研究指出GPS无线电掩星资料的良好特性使其作为十分重要的观测资料在欧洲及美国数值天气预报中效果明显.本文设计了一维弯曲角算子在四维变分资料同化系统中的实现方法和质量控制策略.详细阐述了一维弯曲角正演算子及其切线性/伴随算子在全球四维变分资料同化系统中的实现步骤和过程,其中折射率计算中采用Rüeger的折射率最佳平均因子的叁项表达式,计算出更加精确的折射率值.对2012年8月份的GPS无线电掩星资料进行了观测误差统计,引入了更加符合四维变分资料同化系统实际情况的一维弯曲角观测误差模型和质量控制策略.同时,对比了观测误差统计试验中同化GPS无线电掩星资料的模式背景场和未同化GPS无线电掩星资料的背景场的观测误差统计结果,发现同化GPS无线电掩星资料之后的观测误差统计结果在全球区域正作用十分明显,尤其是在中低纬度地区,高度在10 km以上的区域观测误差减小十分明显.(本文来源于《物理学报》期刊2013年18期）
张卫民,曹小群,宋君强[2]（2012）在《以全球谱模式为约束的四维变分资料同化系统YH4DVAR的设计和实现》一文中研究指出四维变分资料同化仍将是未来相当长时间内业务数值天气预报中所使用的主流同化方法.针对全球数值天气预报业务系统对气象资料同化技术的需求,在WRFDA软件框架结构的基础上,发展了一个与全球谱模式配套使用的四维变分资料同化系统YH4DVAR.系统将背景场、观测处理、重力波控制和偏差订正进行综合考虑,设计了一体化目标函数,引入了小波背景场误差协方差模型,实现了增量方法以及卫星遥感资料的直接同化.单点试验表明YH4DVAR的背景场误差模型具有各向异性、垂直相关和水平相关不可分离性、以及与位置的相关等特性.从2009年7月到2010年6月的分析预报试验结果表明,由YH4DVAR和全球谱模式组成的分析预报系统在北半球和亚洲地区的可用预报时效可以达到8天以上.(本文来源于《物理学报》期刊2012年24期）
王铁,穆穆[3]（2008）在《REM模式伴随系统的建立及其四维变分资料同化初步试验》一文中研究指出Regional-Eta-Coordinate-Model(REM)中尺度模式对中国区域性降水显示出公认的较高预报能力,建立其四维变分资料同化系统是完善该模式,进一步提高其预报效果的重要工作。本研究编写了REM模式的切线性模式和伴随模式,介绍了建立REM模式伴随系统的过程,并利用实际天气个例资料,分别对REM模式的切线性模式、伴随模式及定义的目标函数梯度进行了正确性检验,检验结果表明对REM模式的切线性模式及伴随模式编写是成功的。利用REM模式的伴随系统,对1998年06月08日00时到09日00时和2000年08月01日00时到02日00时两个实际天气个例进行了四维变分资料同化试验。从数值试验的结果分析可以看到,进行四维变分资料同化后,两个天气个例在预报结束时刻其预报结果对风场和湿度场的预报都有明显改善,对温度场和高度场的预报也有所改善。对于累积降水的预报,两个个例利用四维变分资料同化后得到的初始场进行的预报结果则有较大不同,在个例1中,变分同化后对降水中心的位置和降水强度的预报都有明显改善,预报结果更接近于观测场;个例2中,变分同化后对降水中心位置和强度的预报则没有改善,产生这种现象的原因可能是由于定义的目标函数中没有加进背景场项,也可能是由于采用的观测资料时次比较少,还需要进一步进行研究和试验。(本文来源于《气象学报》期刊2008年06期）
周瑜[4]（2008）在《非线性优化方法及在四维变分资料同化系统中的应用》一文中研究指出文章对四维变分资料同化系统进行了较深入的学习研究,在利用四维变分资料同化原理求解相关大气数值问题的计算流程中,求解最优初始场,最终归结为求解一个大规模非线性优化问题,而大气运动模式方程组往往变量较多、维数较高,因此,所用的非线性优化方法将直接关系到所求问题的准确度以及高效性。文章提出了一种新的非精确线搜索的共轭梯度法,适于求解大规模非线性优化问题,通过与其他同类优秀算法在数值试验中的比较,可以较明显地发现其优越性;该算法本质上是一种特殊的二维拟牛顿法,仍然具备一般共轭梯度法存储量小、收敛速度快的特点;而相对于常规共轭梯度法,该算法在下一搜索方向迭代式中利用的是前一次搜索方向与当前的梯度,此外,迭代所得的新方向并非与上一方向共轭,而是与当前梯度方向gk垂直的上一方向的修改方向(?)_(k-1)共轭,所以这里的共轭与传统共轭梯度法下的共轭意义有所不同,文章最后以Lorenz方程为例,尝试了四维变分资料同化的计算流程,在数值求解对应的非线性优化问题中,所采用的优化方法就是文章提出的改进的共轭梯度法。(本文来源于《华东师范大学》期刊2008-04-01）
赖绍钧[5]（2005）在《MM4遗传算法四维变分资料同化系统的基础研究及其数值试验》一文中研究指出伴随变分同化技术被公认为是提高数值模式初始场质量的有效方法之一,但它对目标函数的数学性态有较高的要求,同时,伴随变分同化在用下降算法求解目标函数梯度的过程中,容易陷入局部最优解的陷阱。遗传算法作为一种新兴的算法理论,对目标函数的性态无要求,具有较好的全局最优解的求解能力以及较好的普适性和易扩充性等特点。因此,将遗传算法与变分同化结合,应用于数值天气预报模式的最优初始场的求解中,找到全局最优或接近全局最优解,提高数值预报模式的准确性,使得变分同化技术能够更广泛地应用于研究和实际业务就显得十分必要。 本文将遗传算法与中尺度数值模式MM4相结合,应用于解决四维资料伴随变分同化问题,建立基于遗传算法的MM4四维变分同化系统,并给出了相应的遗传理论依据和详细算法,结合变分问题本身的特点,设计了合理的遗传操作和遗传参数。同时,进行MM4遗传算法变分同化系统理想场、实际观测资料的同化数值试验。数值试验结果表明,MM4遗传算法四维变分同化系统取得了较好的同化效果。遗传算法同化系统对初始场中的随机误差具有很强的过滤和平滑能力,能够吸收同化窗口内观测资料信息,并在模拟预报过程中将这些信息体现出来,从而提供较客观分析初始场更优的模式预报初始场。因此,将遗传算法应用于数值天气预报模式的四维变分资料同化是切实可行而且有效的,这一工作扩展了遗传算法变分同化的内容。MM4遗传算法四维变分同化系统能够为数值天气预报模式提供高质量的初始场,从而提高NWP模式预报的准确性,使得遗传算法这一有效技术得到了进一步的应用。(本文来源于《南京信息工程大学》期刊2005-05-01）
王栋梁,沈桐立[6]（2003）在《包含“开关”变量的MM5四维变分资料同化系统》一文中研究指出数值模式中的湿物理过程对于模拟各种尺度的天气现象非常重要 ,但它会使得模式方程的状态变量不连续 ,这种不连续在模式程序中表现为“开关”变量。本文对包括Kuo降水参数化方案的非静力中尺度数值模式MM 5的四维变分资料同化系统进行研究 ,利用对实际降水的模拟 ,比较详细地讨论了有关的“开关”变量以及切向线性化和伴随问题。结果表明 :对于一个离散的数值模式 ,保持“开关”变量与基态一致 ,用伴随码方法构造的伴随模式计算的梯度值能够为最小化过程提供较好的下降方向 ;Kuo方案中对流每隔一个积分步的交替发生并不影响目标函数最小化的收敛速度 ;“开关”变量的存在也不影响将风、温度、气压和比湿结合起来同化对MM 5降水预报准确性的提高(本文来源于《气象科学》期刊2003年04期）
王栋梁,沈桐立,田洪军[7]（2002）在《中尺度数值模式MM5的四维变分资料同化系统》一文中研究指出应用伴随方法求解以数值预报方程作为约束条件的四维变分资料同化方案 ,关键问题是如何构造伴随模式。以中尺度数值模式 MM5为例 ,讨论了如何用伴随码技术建立 MM5伴随模式 ,以及伴随模式系统中权重、尺度因子的选取 ;最后对 MM5伴随模式系统进行了梯度检验 ,并利用实际资料进行四维变分资料同化试验。试验表明该系统有较强的同化能力 ,能够提高 MM5降水预报的准确性。(本文来源于《南京气象学院学报》期刊2002年05期）
沈桐立[8]（2002）在《四维变分资料同化系统中降水参数化的伴随方案研究》一文中研究指出对包括郭晓岚降水参数化方案的非静力中尺度数值模式MM5的四维变分资料同化系统进行研究,郭晓岚降水参数化方案中判断对流性降水能否发生的判据,在资料同化系统中称为"开关"变量。本文讨论了有关"开关"变量以及湿物理过程的切向线性化和伴随问题。在构造包含"开(本文来源于《加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策（下册）》期刊2002-09-05）
王栋梁[9]（2002）在《四维变分资料同化系统中降水参数化的伴随方案研究》一文中研究指出本文研究了四维变分资料同化中有关“开关”变量的切向线性化和伴随问题。两个解析的例子表明：只要“开关”处的对流引起的加热和加湿远小于倾向方程的其它项，则保持“开关”变量与基态一致，能够正确得到切向线性模式和伴随模式。非静力中尺度数值模式MM5的四维变分资料同化系统进行的数值试验结果表明：“开关”变量保持与基态一致，所构造的切向线性模式能够提供关于非线性模式扰动的一阶近似，伴随模式所计算的梯度值能够为最小化过程提供较好的下降方向；郭氏降水参数化方案中对流每隔一个积分步的交替发生并不影响目标函数最小化的收敛速度；“开关”变量的存在也不影响将风、温度、气压和比湿结合起来同化对MM5降水预报准确性的提高。(本文来源于《南京气象学院》期刊2002-05-01）
四维变分资料同化系统论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
四维变分资料同化仍将是未来相当长时间内业务数值天气预报中所使用的主流同化方法.针对全球数值天气预报业务系统对气象资料同化技术的需求,在WRFDA软件框架结构的基础上,发展了一个与全球谱模式配套使用的四维变分资料同化系统YH4DVAR.系统将背景场、观测处理、重力波控制和偏差订正进行综合考虑,设计了一体化目标函数,引入了小波背景场误差协方差模型,实现了增量方法以及卫星遥感资料的直接同化.单点试验表明YH4DVAR的背景场误差模型具有各向异性、垂直相关和水平相关不可分离性、以及与位置的相关等特性.从2009年7月到2010年6月的分析预报试验结果表明,由YH4DVAR和全球谱模式组成的分析预报系统在北半球和亚洲地区的可用预报时效可以达到8天以上.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
四维变分资料同化系统论文参考文献
[1].朱孟斌,张卫民,曹小群.GPS掩星一维弯曲角算子在四维变分资料同化系统中的实现方法研究[J].物理学报.2013
[2].张卫民,曹小群,宋君强.以全球谱模式为约束的四维变分资料同化系统YH4DVAR的设计和实现[J].物理学报.2012
[3].王铁,穆穆.REM模式伴随系统的建立及其四维变分资料同化初步试验[J].气象学报.2008
[4].周瑜.非线性优化方法及在四维变分资料同化系统中的应用[D].华东师范大学.2008
[5].赖绍钧.MM4遗传算法四维变分资料同化系统的基础研究及其数值试验[D].南京信息工程大学.2005
[6].王栋梁,沈桐立.包含“开关”变量的MM5四维变分资料同化系统[J].气象科学.2003
[7].王栋梁,沈桐立,田洪军.中尺度数值模式MM5的四维变分资料同化系统[J].南京气象学院学报.2002
[8].沈桐立.四维变分资料同化系统中降水参数化的伴随方案研究[C].加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策（下册）.2002
[9].王栋梁.四维变分资料同化系统中降水参数化的伴随方案研究[D].南京气象学院.2002
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