MM5伴随模式中云导风的同化对调整模式参数的试验研究

摘要

该文详细介绍了以变分法为基础,以伴随码技术为核心的MM5伴随模式,并将常规资料和非常规资料应用于该模式进行了同化问题的研究.该研究是用一个个例进行对比分析,我们选用1998年7月29日00时至30日00时发生于长江流域的一次暴雨过程.对比研究结果表明,MM5伴随模式能有效同化常规观测资料,调整初始场.使用调整后的初始场对降水及其它物理量场的预报均有所改善.其次进行了将MM5伴随模式用于修正模式地形参数的试验研究.利用MM5伴随模式对常规资料和非常规资料云导风进行同化,通过不同的试验研究,结果发现,在伴随模式中加入非常规资料云导风能够比仅使用常规资料更有效地修正模式地形参数,将此地形场作为模式地形所做预报结果比只使用常规资料能够有效改善.

目录

文摘

英文文摘

第一章引言

第二章四维伴随变分同化的基本原理

2.1微分方程的反问题

2.2四维伴随变分同化方法

2.2.1目标泛函的选取

2.2.2目标泛函梯度的求解及伴随方法

2.2.3下降算法

2.2.4权重系数

2.2.5尺度化过程

第三章数值预报模式的伴随模式及检验

3.1伴随模式的构造

3.2伴随模式的检验

3.2.1切线码的检验

3.2.2伴随码的检验

3.3伴随模式同化系统流程

第四章MM5四维变分资料同化系统

4.1 MM5模式简介

4.2 MM5四维伴随同化模式

4.3 MM5伴随模式中的几个问题

4.3.1目标函数的选取

4.3.2权重系数和尺度因子

4.3.3 L-BFGS拟牛顿算法

4.3.4边界处理

第五章MM5伴随模式系统对常规资料的同化研究

5.1模式及试验设置

5.2结果分析

第六章云导风在MM5伴随模式中用于修正模式系统误差的同化研究

6.1目标函数的选择

6.2资料以及数值试验方案设计

6.3地形参数调整试验结果分析

6.4预报试验检验

6.4.1使用同化后地形场的预报试验方案设计

6.4.2试验结果分析

第七章结论和讨论

致谢

参考文献

附 图