一个快速海洋三维温盐流分析系统及在亚丁湾临近海域的应用

开发了一个能快速估计三维海洋温盐流场的分析系统.这种系统以海洋数值模式多年积分的气候态结果作为背景场,通过多变量的集合最优插值同化方法利用现场观测和遥感卫星高度计及海表温度观测先对背景场进行偏差订正,以订正的背景场产生当前或瞬时的背景场,结合实时或近期观测通过集合最优插值方法得到三维海洋状态的估计.这种分析系统的优点是...     

集合Kalman滤波同化理论及其数值试验

集合Kalman滤波用于数值试验有着坚实的理论基础.本文介绍了集合Kalman滤波理论及其技术实现, 在此基础上搭建了集合Kalman滤波同化系统, 用MM5模式同化了实测探空资料并作了48 h的预报试验, 并将预报结果与实测值及4D VAR同化的结果作了比较.试验结果表明: 集合Kalman滤波同化探空资料可以改进MM5模式的预报效果, 且集合Kalman滤波同化后模式的预报效果明显优于4D VAR同化后模式的预报效果.     

基于集合卡尔曼滤波的土壤水分同化试验

集合卡尔曼滤波是由大气数据同化发展的新的顺序同化算法,它利用蒙特卡罗方法计算背景场的误差协方差矩阵,克服了卡尔曼滤波需要线性化的模型算子和观测算子的难点。我们发展了一个基于集合卡尔曼滤波和简单生物圈模型(SiB2,Simple Biosphere Model)的单点陆面数据同化方案。利用1998年7月6日至8月9日青藏高原GAME-Tibet实验区MS3608站点的观测数据进行了同化试验。结果表明,利用集合卡尔曼滤波的数据同化方法可以明显地提高表层、根区、深层土壤水分的估算精度。     

关于集合Kalman滤波的理论和方法的发展

随着同化方法的不断的发展，一种新的资料同化方法——集合Kalman滤波正在兴起。简单地回顾了同化方法的发展，探讨了集合Kalman滤波的特点。同时，还介绍了集合Kalman滤波发展的过程以及指出目前所面临的问题和未来的发展趋势。     

Hybrid ETKF-3DVAR方法同化多普勒雷达速度观测资料Ⅰ:模拟资料试验

利用WRF(Weather research and forecasting)模式及模式模拟的资料,采用Hybrid ETKF-3DVAR(ensemble transform Kalman filter-three-dimensional variational data assimilation)方法同化模拟雷达观测资料。该混合同化方法将集合转换卡尔曼滤波(ensemble transform Kalman filter)得到的集合样本扰动通过转换矩阵直接作用到背景场上,利用顺序滤波的思想得到分析扰动场;然后通过增加额外控制变量的方式把"流依赖"的集合协方差信息引入到变分目标函数中去,在3DVAR框架基础下与观测数据进行融合,从而给出分析场的最优估计。试验结果表明,Hybrid ETKF-3DVAR同化方法相比传统3DVAR可以提供更为准确的分析场,Hybrid方法雷达资料初始化模拟的台风涡旋结构与位置比3DVAR更加接近"真实场",对台风路径预报也有明显改进。通过对比Hybrid S试验与Hybrid F试验发现,Hybrid的正效果主要来源于混合背景误差协方差中的"流依赖"信息,集合平均场代替确定性背景场带来的效果并不显著。     

基于集合Kalman滤波数据同化与偏差修正的热带气旋强度集合预报研究

采用基于集合Kalman滤波数据同化和偏差修正方法的集合预报技术来研究热带气旋的强度预报问题.集合预报系统考虑初值误差和模式误差,利用MM5中尺度模式,采用Anthes-kuo、Grell和Betts-Miller等积云参数化方案和High-res-olution Blaekadar、Burlk-Thompson、MRF等边界层过程的9组不同的组合,分别进行45、60和75 min的短时预报.对9个预报结果采用"镜像法",得到18个集合成员.将蓝金涡旋作为同化的观测场,18个集合成员作为集合Kalman滤波的初始背景集合,采用ENSRF算法和逐点局地分析算法进行同化.同化后的结果作为集合预报的初值,预报过程对模式参数采用前述9种组合,进行72小时预报.通过求取偏差系数对预报结果进行修正,减小模式系统误差.选2003-2004年16个台风过程作为预报个例,讨论偏差修正前后对预报结果的影响.实验结果表明,基于集合Kalman滤波数据同化的热带气旋集合预报相对于非同化的集合预报对路径预报的改进效果优于强度预报.平均而言通过偏差修正,强度集合预报的潜力得到挖掘,绝对误差明显减小,通过偏差修正减小了强度集合预报均值的误差,进而使得预报概率密度函数均值向理论值靠近,从而提高了概率预报的精度和合理性,因此基于集合预报的偏差修正分析方法,是改善热带气旋强度预报水平的有效途径.     

大气数据同化方法的研究与应用进展

简要介绍了大气数据同化的基本思想与方法，阐述了松弛逼近法、Kalman滤波和变分约束法三种大气数据同化方法研究状况和应用进展情况。     

UKF滤波算法在数据同化中的应用

介绍了一种新的数据同化算法（UKF，Unscented Kalman Filter），该算法不需要计算伴随矩阵，就能够解决模式的非线性问题。以Lorenz系统为例，进行了数据同化的数值试验。结果表明：基于UKF的同化方案与背景场的初始值无关，它能有效地抑制状态变量误差的增长，同化结果精度高。     

T213全球集合预报系统性误差订正研究

针对模式系统性误差一直存在的现状,研究使用卡尔曼滤波的自适应误差订正方法对国家气象中心业务全球集合预报系统的系统性误差进行估计和订正.本文主要介绍这种方法及其原理,其优点是需要的样本量比较小,能够快速经济地对模式产品进行有效的误差估计和订正.使用这种方法对全球T213集合预报系统500 hPa高度场、850 hPa温度场和2 m温度的预报产品进行一阶偏差订正,对订正前后集合预报产品进行检验分析和对比,结果表明,订正后的高层形势场集合预报和2 m温度集合预报的均一性、集合平均的均方根误差和距平相关系数都得到了改善,系统性偏差得到了不同程度的订正,对于存在较大系统性误差的2 m温度预报,订正效果尤其显著.     

集合KALMAN滤波和最优插值方法在不同观测分布的比较理想试验

目前一种比较流行并且可行的同化方法-集合Kalman滤波(EnKF)能够计算依赖于流的误差统计量。理论上,EnKF能够比最优插值、三维变分等更准确地计算误差统计量,能更好地融合背景场和观测场的信息。作者利用二维平流扩散方程经过10天的同化循环,比较不同观测分布的情况下EnKF和最优插值(OI)的模拟能力。理想试验结果显示,随着观测分布密度的减小,尤其是当观测的分辨率大于OI估计的相关尺度时,集合Kalman滤波的结果比最优插值有更明显的改进。     

影响公路路况气象要素分析及路况预报

给出了公路路况的定义及分级标准 ,利用烟台市 2 0 0 0年交通事故资料分析了降水、雾、高低温、大风等气象要素与公路路况的关系 ,用逐级判别法建立了公路路况等级气象预报方法 ,开展路况预报 ,进一步拓展气象服务领域。     

State of China's Climate in 2020

2020年,全国平均气温10.25℃,较常年偏高0.7℃;全国平均降水量694.8毫米,比常年偏多10.3％.总体上涝重于旱,夏季南方地区发生1998年以来最严重汛情,暴雨洪涝灾害重;干旱呈区域性阶段性特征,灾害损失偏轻;春夏季节转换早,高温出现早,极端性强,夏季南方高温持续时间长;登陆台风偏少,影响时段和地域集中;冷空气影响范围广,局地降温幅度大.与近十年平均值相比,气象灾害造成的农作物受灾面积和死亡失踪人口明显偏少,直接经济损失略偏多.     

国家级格点化定量降水预报系统

利用主客观融合降水反演、降水统计降尺度、降水时间拆分等技术构建了国家级格点化定量降水预报系统。该系统结构合理,模块功能明确,于2014年6月在国家气象中心投入业务使用,生成0~168 h时效,10 km分辨率,逐3 h的格点化定量降水预报产品。通过对2015年第13号热带气旋苏迪罗的格点化降水预报个例检验,结果显示,相比欧洲中期数值预报中心的确定性模式预报和预报员主观预报,该产品能更好地体现台风降水的时空精细化分布特点,对福建东北部和浙江东南部的特大暴雨中心位置表现更准确细致。通过对2015年4—9月的格点化产品整体效果检验,结果显示,相比欧洲中期数值预报中心的确定性模式预报和由反距离客观分析后的预报员主观预报,该产品既能保持和预报员主观预报相同的准确率,同时也能较明显地提高降水预报的时空精细化程度。     

Preparing for climate change in Washington State

Climate change is expected to bring potentially significant changes to Washington State’s natural, institutional, cultural, and economic landscape. Addressing climate change impacts will require a sustained commitment to integrating climate information into the day-to-day governance and management of infrastructure, programs, and services that may be affected by climate change. This paper discusses fundamental concepts for planning for climate change and identifies options for adapting to the climate impacts evaluated in the Washington Climate Change Impacts Assessment. Additionally, the paper highlights potential avenues for increasing flexibility in the policies and regulations used to govern human and natural systems in Washington.     

法国防雷工作现状及启示

介绍了法国雷电监测预警系统AMEO 340和防雷业务管理工作,并借鉴其经验,从做好雷电灾害调查与评估和雷电灾害区划,规划建设雷电灾害监测预警平台和预报平台,实现全省雷电业务集约化发展,开展雷电科学技术研究,建立雷电灾害应急处置机制等方面,探讨如何做好防雷业务工作.     

法国防雷工作现状及启示

介绍了法国雷电监测预警系统AMEO 340和防雷业务管理工作,并借鉴其经验,从做好雷电灾害调查与评估和雷电灾害区划,规划建设雷电灾害监测预警平台和预报平台,实现全省雷电业务集约化发展,开展雷电科学技术研究,建立雷电灾害应急处置机制等方面,探讨如何做好防雷业务工作。     

预报业务工作中的动态与思考

围绕天气预报业务工作的中心,以提高预报准确率为主题,概括地介绍了目前国内动态,并提出了新世纪中预报业务发展所需注意的几个问题。     

基于状态约束的直流电动机有限时间位置跟踪控制

本文提出了一种基于状态约束的直流电动机神经网络自适应有限时间控制方法.首先采用障碍李雅普诺夫函数对直流电动机的状态量进行约束,确保直流电动机的角位置和角速度限制在给定的约束区间内,引入神经网络逼近系统中未知的非线性函数.此外,通过引入有限时间控制技术,提高了系统的收敛速度和控制精度.仿真结果验证了该方法能够实现对直流电动机快速有效的位置跟踪控制.     

Dynamic Behavior and Unstable State Evolution of Ocean-Atmosphere Oscillator

1. IntroductionThe Southern Oscillation and El Ni?o/La Ni?aare anomalous events which occur in the tropical at-mosphere and ocean respectively, and their physicalmechanisms have been successively studied in the re-cent half century. Bjerknes (1969) pointed out thatthe close link between Walk circulation and SST inthe equatorial Pacific is the manifestation of the inter-action of tropical atmospheric and oceanic motions.Therefore, Southern Oscillations and El Ni?o cycleswere described as …