期刊文献+
共找到17篇文章
< 1 >
每页显示 20 50 100
观测系统模拟试验(OSSE)及其在海洋气象中的应用
1
作者 何志伟 徐晶 +2 位作者 翁富忠 林晖 朱建广 《气象科技进展》 2024年第2期33-42,55,共11页
与陆地相比,广阔的海洋上常规气象观测相对稀疏,且海上观测成本较高,制约了海洋气象学科的发展。如何利用有限的资源,合理选择观测种类并进行观测布局,以提高海洋气象监测能力和预报准确度,是海洋气象学的重要研究内容之一。目标观测的... 与陆地相比,广阔的海洋上常规气象观测相对稀疏,且海上观测成本较高,制约了海洋气象学科的发展。如何利用有限的资源,合理选择观测种类并进行观测布局,以提高海洋气象监测能力和预报准确度,是海洋气象学的重要研究内容之一。目标观测的方法可以识别敏感区,主要用于区域高影响天气的研究中。观测系统模拟试验(OSSE)采用模式模拟的观测,能显著节省观测成本,并且可用于全球和区域的观测布局策略研究。本文对OSSE进行了详细介绍,总结了近年来国内外在OSSE上取得的进展,并对未来的发展方向进行了展望,重点论述三个方面:OSSE的验证、校正方法及之前的使用误区;在海洋气象方向有较大发展潜力的新观测手段和观测策略的评估;耦合OSSE的发展和强耦合同化技术为OSSE研究带来的新机遇。 展开更多
关键词 观测系统模拟试验(osse) 海洋气象 观测策略
下载PDF
Observation system simulation experiments using an ensemble-based method in the northeastern South China Sea 被引量:1
2
作者 GENG Wu CHENG Feng +9 位作者 XIE Qiang ZOU Xiaoli HE Weihong WANG Zhaozheng SHU Yeqiang CHEN Gengxin LIU Danian YE Dong WANG Ruiwen LIU Chuanyu 《Journal of Oceanology and Limnology》 SCIE CAS CSCD 2020年第6期1729-1745,共17页
An ensemble-based method for the observation system simulation experiment(OSSE)is employed to design optimal observation stations and assess the present observation stations in the northeastern South China Sea(SCS).We... An ensemble-based method for the observation system simulation experiment(OSSE)is employed to design optimal observation stations and assess the present observation stations in the northeastern South China Sea(SCS).We employed the 20-year(1992-2012)sea surface height(SSH)data to design an array to monitor the intraseasonal to interannual variability.The results show that the most key region was found located at the northwest of Luzon Island(LI)where the energetic Luzon cyclonic gyre(LCG)occurs;other key regions include the edge of the LCG,the northwest of the Luzon Strait(LS),and the southwest of Taiwan,China.By contrast,we found that the present observation stations might oversample at the northwest of the LS and undersample at the northwest of LI.In addition,the optimal stations perform better in a larger area than the present stations.In vertical direction,the key layer is located within the upper 200-m depth,of which the surface and subsurface layers are most valuable to the observing system. 展开更多
关键词 ASSIMILATION observation system simulation experiment(osse) ENSEMBLE South China Sea(SCS) Kalman filter
下载PDF
The Sensitive Regions Identified by CNOPs of Three Typhoon Events 被引量:3
3
作者 Qin Xiao-Hao 《Atmospheric and Oceanic Science Letters》 2010年第3期170-175,共6页
In this paper, several sets of observing system simulation experiments (OSSEs) were designed for three typhoon cases to determine whether or not the additional observation data in the sensitive regions identified by c... In this paper, several sets of observing system simulation experiments (OSSEs) were designed for three typhoon cases to determine whether or not the additional observation data in the sensitive regions identified by conditional nonlinear optimal perturbations (CNOPs) could improve the short-range forecast of typhoons. The results show that the CNOPs capture the sensitive regions for typhoon forecasts, which implies that conducting additional observation in these specific regions and eliminating initial errors could reduce forecast errors. It is inferred from the results that dropping sondes in the CNOP sensitive regions could lead to improvements in typhoon forecasts. 展开更多
关键词 adaptive observations conditional nonlinear optimal perturbation sensitive regions observing system simulation experiments typhoon forecast
下载PDF
台风“灿鸿”(1509)的适应性观测敏感区特征及其模拟观测同化研究
4
作者 陈思远 马旭林 +2 位作者 孙璐 潘贤 宏观 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2023年第1期139-151,共13页
适应性观测可以改善资料同化和预报质量。本文利用集合卡尔曼变换适应性观测系统对2015年09号台风“灿鸿”进行了观测敏感区识别,并以第一目标时刻的观测敏感区为基础,运用观测系统模拟试验方法获取模拟的适应性观测资料。基于WRF中尺... 适应性观测可以改善资料同化和预报质量。本文利用集合卡尔曼变换适应性观测系统对2015年09号台风“灿鸿”进行了观测敏感区识别,并以第一目标时刻的观测敏感区为基础,运用观测系统模拟试验方法获取模拟的适应性观测资料。基于WRF中尺度同化和预报系统,开展了适应性观测敏感区模拟资料的同化和预报试验。研究发现,台风“灿鸿”(1509)的观测敏感区主要位于台风中心的东北侧及东南侧。同化敏感区内模拟观测资料比同化常规观测资料能更好地改善分析质量和高度、台风路径的预报质量,但对降水的预报改善较弱。 展开更多
关键词 资料同化 osse 适应性观测 目标观测 敏感区 ETKF
下载PDF
基于观测系统模拟试验的海表气象观测站点布局方案研究 被引量:12
5
作者 刘丽丽 李英华 +4 位作者 王雪莲 王炜 吴彬贵 邱晓滨 陈靖 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2019年第6期711-722,共12页
为了科学设计黄渤海海洋气象边界层观测站网并研究观测网布局对数值天气预报模式的影响,本文采用模式误差、海洋气象要素特征区域资料统计分析和观测系统模拟试验(OSSE)方法,根据边界层雾、层云降水、小风与中等风速天气条件设计布局方... 为了科学设计黄渤海海洋气象边界层观测站网并研究观测网布局对数值天气预报模式的影响,本文采用模式误差、海洋气象要素特征区域资料统计分析和观测系统模拟试验(OSSE)方法,根据边界层雾、层云降水、小风与中等风速天气条件设计布局方案,并分析站点观测要素对数值预报模式的要素预报的影响。模拟试验数据使用了每6 h NCEP再分析资料FNL(NCEP Final Operational Global Analysis data)、NCEP每天平均的高分辨率海温资料RTG_SST(Real-Time Global Sea Surface Temperature)和石油平台、浮标站等每小时实况观测资料,评估了黄渤海海洋气象站网布局各个方案的优缺点。评估结果表明,湿度和风的要素预报受实况风向风速条件影响,偏东和偏北风个例湿度要素预报较好。然而,在偏南中等风速个例中,风场预报要素更接近实况。温度场的分析综合结果显示,在海气相互作用影响较大的天气过程中,特征区域布站能明显提高温度要素的预报准确率。最后,综合分析多项模拟试验的结果,给出了改进数值预报准确率的海洋布站建议。 展开更多
关键词 观测系统模拟试验 数值模拟 海洋气象 布局 天气预报
下载PDF
Impact of Different Guidances on Sensitive Areas of Targeting Observations Based on the CNOP Method 被引量:8
6
作者 谭晓伟 王斌 王栋梁 《Acta meteorologica Sinica》 SCIE 2010年第1期17-30,共14页
The conditional nonlinear optimal perturbations(CNOPs) obtained by a fast algorithm are applied to determining the sensitive area for the targeting observation of Typhoon Matsa in 2005 using an operational regional ... The conditional nonlinear optimal perturbations(CNOPs) obtained by a fast algorithm are applied to determining the sensitive area for the targeting observation of Typhoon Matsa in 2005 using an operational regional prediction model-the Global/Regional Assimilation and PrEdiction System(GRAPES).Through a series of sensitivity experiments,several issues on targeting strategy design are discussed,including the effectivity of different guidances to determine the sensitive area(or targeting area) and the impact of sensitive area size on improving the 24-h forecast.In this study,three guidances are used along with the CNOP to find sensitive area for improving the 24-h prediction of sea level pressure and accumulated rainfall in the verification region.The three guidances are based on winds only;on winds,geopotential height,and specific humidity;and on winds,geopotential height,specific humidity,and observation error,respectively.The distribution and effectivity of the sensitive areas are compared with each other,and the results show that the sensitive areas identified by the three guidances are different in terms of convergence and effectivity.All the sensitive areas determined by these guidances can lead to improvement of the 24-h forecast of interest. The second and third guidances are more effective and can identify more similar sensitive areas than the first one.Further,the size of sensitive areas is changed the same way for three guidances and the 24-h accumulated rainfall prediction is examined.The results suggest that a larger sensitive area can result in better prediction skill,provided that the guidance is sensitive to the size of sensitive areas. 展开更多
关键词 conditional nonlinear optimal perturbation(CNOP) targeting observations observational system sensitivity experiment(osse) Typhoon Matsa
原文传递
地形影响下四川暴雨的数值模拟分析 被引量:45
7
作者 葛晶晶 钟玮 +1 位作者 杜楠 陆汉城 《气象科学》 CSCD 北大核心 2008年第2期176-183,共8页
本文以NCEP资料为初值场对2004年9月3日到5日地形作用下四川省一次暴雨过程进行数值模拟,并在模式中加入加密的观测资料(OBS)进行模拟,结合实况对这两种模拟结果进行分析表明:前者模拟出的降水强度与实况相比有较大偏差,而后者的降水与... 本文以NCEP资料为初值场对2004年9月3日到5日地形作用下四川省一次暴雨过程进行数值模拟,并在模式中加入加密的观测资料(OBS)进行模拟,结合实况对这两种模拟结果进行分析表明:前者模拟出的降水强度与实况相比有较大偏差,而后者的降水与实际更为相符,这表明加密观测资料对再现暴雨强度具有重要的中尺度信息作用。对大巴山的地形敏感性试验和诊断分析表明:大巴山地形使得西南暖湿气流所带来的水汽和热量在迎风坡堆积,从而在迎风坡和山顶出现较强的降水中心;而地形降低为"平台"后,大巴山降水中心减弱消失,说明地形对降水的落区和强度有重要影响;中尺度物理量的诊断分析表明物理量场与降水有很好的对应关系,涡度、散度的高低层配置、垂直上升运动、水汽输送的方向和强度等对暴雨的落区和强度有着决定性意义;层结稳定度分析表明大巴山降水中心以非对流性降水为主。 展开更多
关键词 四川暴雨 加密观测资料 数值试验 地形敏感性试验
下载PDF
风廓线雷达资料对GRAPES_MESO数值预报系统影响的初步研究 被引量:10
8
作者 谭晓伟 徐枝芳 龚建东 《气象》 CSCD 北大核心 2016年第1期26-33,共8页
针对一个南方切变线系统降水个例,通过观测系统模拟试验(OSSEs)对我国拟建风廓线雷达观测网内的不同类型风廓线雷达观测资料在GRAPES_MESO系统中的影响、对风廓线雷达观测和探空观测及两者混合使用时在GRAPES_MESO系统中的影响差异进行... 针对一个南方切变线系统降水个例,通过观测系统模拟试验(OSSEs)对我国拟建风廓线雷达观测网内的不同类型风廓线雷达观测资料在GRAPES_MESO系统中的影响、对风廓线雷达观测和探空观测及两者混合使用时在GRAPES_MESO系统中的影响差异进行了初步分析和讨论。试验结果表明,在GRAPES_MESO系统中,风廓线雷达资料对500 hPa高度以下水平风速分析场的修正作用明显优于探空资料;风廓线雷达资料对水平风速分析场的影响高度极限大约在300 hPa附近,经过6h的传播,其影响可以向上继续传播至250 hPa以上高度;在300 hPa高度以下,同化对流层Ⅱ型风廓线雷达资料对水平风速分析场的影响比边界层型风廓线雷达资料略大;单独同化风廓线雷达资料对降水预报的贡献较弱,与探空观测混合使用时有助改进降水预报。 展开更多
关键词 观测系统模拟试验 风廓线雷达 资料同化
下载PDF
北京地区暴雨个例的观测敏感区研究 被引量:3
9
作者 李玉焕 张朝林 +1 位作者 仲跻芹 孟智勇 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2013年第5期651-661,共11页
利用基于集合预报的相关方法对2009年7月23日发生在北京及周边地区的暴雨过程的观测敏感区进行了分析。通过WRF(Weather Research Forecast)三维变分方法对初始场进行随机扰动,形成30个初始集合样本,做了预报时效为12 h的集合预报。利... 利用基于集合预报的相关方法对2009年7月23日发生在北京及周边地区的暴雨过程的观测敏感区进行了分析。通过WRF(Weather Research Forecast)三维变分方法对初始场进行随机扰动,形成30个初始集合样本,做了预报时效为12 h的集合预报。利用该方法分析检验区(北京及周边地区)累积降水[14:00(北京时间,下同)至20:00]相对于初始时刻(08:00)各基本要素的敏感性,确定感性要素及其对应的区域。研究发现初步确定的敏感性要素为水汽和温度,对应的敏感区分别位于北京的西南侧和北京的东北侧,且通过实况分析可知初步确定的敏感性要素和对应的敏感区具有明确的物理意义。还进一步通过观测系统模拟试验(OSSE)的资料同化验证所确定的敏感区,结果表明在水汽对应的敏感区内同化水汽对降水的预报结果有明显的改进;在温度对应的敏感区内同化温度,降水的预报准确率有了明显的提高,说明了初步确定的敏感性要素和敏感区的正确性。在水汽对应的敏感区内同化水汽的同时在温度对应的敏感区内同化温度,使降水预报的技巧有大幅度的提高,说明了温度和水汽的共同作用对提高降水预报准确率贡献最大。因此,通过基于集合预报的相关方法能够快速的确定敏感区。研究结果将为确定北京暴雨的观测敏感区提供参考。 展开更多
关键词 暴雨 集合预报 敏感性要素 敏感区 观测系统模拟试验(osse
下载PDF
地面观测资料在西南地区数值预报中的敏感性试验 被引量:12
10
作者 张利红 杜钦 +1 位作者 陈静 肖玉华 《气象》 CSCD 北大核心 2009年第6期26-35,共10页
利用3.0版的GRAPES同化系统,针对西南地区2005年7月的夏季降水,开展地面观测资料的同化敏感性试验,对整月天气进行了每日一次的48小时预报,并对该月发生在川渝地区"7.8"大暴雨过程进行对比分析。试验结果表明,在地形复杂的西... 利用3.0版的GRAPES同化系统,针对西南地区2005年7月的夏季降水,开展地面观测资料的同化敏感性试验,对整月天气进行了每日一次的48小时预报,并对该月发生在川渝地区"7.8"大暴雨过程进行对比分析。试验结果表明,在地形复杂的西南地区,利用等压面的GRAPES 3DVAR同化系统同化地面观测资料对降水预报的影响随进入同化系统的地面观测资料疏密程度和同化内容的不同而不同;当模式采用较高分辨率时,同化的地面观测资料越多,对降水预报的改善作用越明显;同化地面观测资料的风速信息可以降低降水预报的空报率,但对漏报率和TS评分改善作用不明显;在几种同化方案中,利用GRAPES 3DVAR同化系统同化地面观测资料的相对湿度和位势高度信息,对降水预报的改善效果最明显。 展开更多
关键词 地面观测资料 资料同化 敏感性试验
下载PDF
地基GNSS和天基掩星观测对全球电离层数据同化效果的影响分析 被引量:3
11
作者 欧明 陈龙江 +3 位作者 王妍 许娜 吴家燕 甄卫民 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2022年第4期619-628,共10页
电离层的精确现报预报对装备系统效应减缓及空间科学研究均具有重要的应用价值.地基GNSS和天基掩星是电离层数据同化最为重要的数据来源之一.通过观测系统仿真试验(observation system simulation experiments,OSSE)对四种不同的观测系... 电离层的精确现报预报对装备系统效应减缓及空间科学研究均具有重要的应用价值.地基GNSS和天基掩星是电离层数据同化最为重要的数据来源之一.通过观测系统仿真试验(observation system simulation experiments,OSSE)对四种不同的观测系统条件下的全球电离层数据同化效果进行了定量分析,数据同化的总电子含量(total electron content,TEC)及三维电子密度参量技术得分(skill score,SKS)的评估结果表明:1)观测构型对数据同化现报和预报精度均具有重要影响.2)仅仅同化地基GNSS数据,其同化的TEC精度相比背景模型会有较明显的改善,TEC现报、提前1 h预报、提前2 h预报和提前3 h预报的SKS分别为0.45、0.39、0.32和0.25;但电子密度的现报和预报结果相比背景模型的改善则相对有限,电子密度现报、提前1 h预报、提前2 h预报和提前3 h预报的SKS仅为0.05、0.04、0.03和0.02;通过融合掩星观测数据,其电子密度的精度会有明显提升.3)在掩星卫星数量较多且观测数据的覆盖性较好的条件下,仅同化掩星TEC观测数据就可以获得准确的TEC和电子密度现报与短期预报结果;大规模掩星星座的观测比仅利用地基GPS观测进行同化,其TEC现报、提前1 h预报、提前2 h预报和提前3 h预报的SKS分别提高了0.2、0.17、0.14和0.12;电子密度SKS分别提高了0.39、0.35、0.28和0.22,电子密度SKS的提升幅度要优于TEC.4)现有的观测系统布局对中低纬区域的数据同化精度的提升效果要优于高纬区域;5)随着预报时间的增加,数据同化的精度呈现下降的趋势.随着未来微小卫星数量的快速增加,天基掩星观测将对电离层状态的精确表征产生不可估量的作用,相关研究可为我国天地基电离层观测系统的设计和构建提供技术参考. 展开更多
关键词 电离层 数据同化 地基GNSS 掩星 观测系统仿真试验
下载PDF
集合卡尔曼滤波同化多普勒雷达资料的观测系统模拟试验 被引量:16
12
作者 秦琰琰 龚建东 李泽椿 《气象》 CSCD 北大核心 2012年第5期513-525,共13页
本文将集合卡尔曼滤波同化技术应用到对流尺度系统中,实施了基于WRF模式的同化单部多普勒雷达径向风和反射率因子的观测系统模拟试验,验证了其在对流尺度中应用的可行性和有效性,并对同化系统的特性进行了探讨。试验表明:WRF-EnKF雷达... 本文将集合卡尔曼滤波同化技术应用到对流尺度系统中,实施了基于WRF模式的同化单部多普勒雷达径向风和反射率因子的观测系统模拟试验,验证了其在对流尺度中应用的可行性和有效性,并对同化系统的特性进行了探讨。试验表明:WRF-EnKF雷达资料同化系统能较准确分析模式风暴的流场、热力场、微物理量场的细致特征;几乎所有变量的预报和分析误差经过同化循环后都能显著下降,同化分析基本上能使预报场在各层上都有所改进,对预报场误差较大层次的更正更为显著;约8个同化循环后,EnKF能在雷达反射率、径向风观测与背景场间建立较可靠的相关关系,使模式各变量场能被准确分析更新,背景场误差协方差在水平方向和垂直方向都有着复杂的结构,是高度非均匀、各项异性和流依赖的;集合平均分析场做的确定性预报在短时间内能较好保持真值场风暴的细节结构,但预报误差增长较快。 展开更多
关键词 集合卡尔曼滤波 雷达资料同化 背景场误差 观测系统模拟试验(osse)
下载PDF
加密自动站资料引入中尺度模式初值响应的试验分析 被引量:2
13
作者 何光碧 李淑君 华明 《成都信息工程学院学报》 2008年第1期84-90,共7页
利用MM5中尺度数值模式,针对2004年6月30日成都地区的一次局地大暴雨过程,进行了是否引入加密自动站资料形成模式初值的敏感性试验。结果表明,MM5模式较好地再现了这次强降水过程,初值对预报效果存在不同程度影响。加密自动站资料引入,... 利用MM5中尺度数值模式,针对2004年6月30日成都地区的一次局地大暴雨过程,进行了是否引入加密自动站资料形成模式初值的敏感性试验。结果表明,MM5模式较好地再现了这次强降水过程,初值对预报效果存在不同程度影响。加密自动站资料引入,对降水强度有一定影响,对降水落区有所改善,使各方案模拟的辐合上升运动区范围扩大,相对湿度增大,地面感热与潜热有不同程度增加。初值的差异主要表现在水汽场上。因此,模式初值的改善,特别是水汽场的改善,将对模式降水模拟结果产生较大影响。 展开更多
关键词 自动站 加密 资料 初值 敏感性试验
下载PDF
基于伴随敏感性的风廓线雷达和地基微波辐射计观测对模式预报的影响评估研究 被引量:1
14
作者 唐兆康 鲍艳松 +4 位作者 顾英杰 范水勇 齐亚杰 崔伟 陈强 《大气科学》 CSCD 北大核心 2022年第4期775-787,共13页
同化大量观测资料可以有效地改进模式预报结果,但不同观测对预报的影响有着显著差异,合理评估观测对预报的贡献是数值模式中最具挑战性的诊断之一。本文采用基于伴随的预报对观测的敏感性(Forecast Sensitivity to Observation,简称FSO... 同化大量观测资料可以有效地改进模式预报结果,但不同观测对预报的影响有着显著差异,合理评估观测对预报的贡献是数值模式中最具挑战性的诊断之一。本文采用基于伴随的预报对观测的敏感性(Forecast Sensitivity to Observation,简称FSO)方法,构建WRFDA(Weather Research and Forecasting model’sData Assimilation)框架下的WRFDA-FSO系统。基于2019年9月超大城市项目在北京地区获取的风廓线雷达(Wind Profile Radar,简称WPR)和地基微波辐射计(Microwave Radiometer,简称MWR)观测数据,利用WRFDA-FSO系统,开展观测对WRF模式12 h预报的影响试验,并分析风温湿观测对预报的贡献。结果表明:(1)同化的观测资料(MWR、WPR、Sound、Synop和Geoamv)均减小了WRF模式12 h预报误差,对预报为正贡献,其中MWR观测对预报的影响最大,WPR风场观测对预报的改进效果优于Sound的风场观测。(2)WPR的U、V观测和MWR的T、Q观测中,V观测和T观测对预报的正贡献值更高,对预报的改进效果更优。(3)WPR和MWR多数高度层的观测均减小了预报误差,对预报为正贡献,其中MWR的T观测对预报的正贡献主要位于近地面800 h Pa以下。 展开更多
关键词 数值模式 资料同化 预报对观测的敏感性 影响试验
下载PDF
北大西洋地区气候准20年周期的观测和模拟分析
15
作者 傅心雨 陶丽 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2021年第6期938-944,共7页
北大西洋地区除了存在约70 a周期的AMO(Atlantic Multidecadal Oscillation,北大西洋年代际振荡)之外,历史长期气候记录中英格兰温度(Central England Temperature,CET)与格陵兰冰芯净雪累计率还存在显著的20 a周期波动。本研究利用CCSM... 北大西洋地区除了存在约70 a周期的AMO(Atlantic Multidecadal Oscillation,北大西洋年代际振荡)之外,历史长期气候记录中英格兰温度(Central England Temperature,CET)与格陵兰冰芯净雪累计率还存在显著的20 a周期波动。本研究利用CCSM4(Community Climate System Model version 4)耦合模式工业革命前控制试验(piControl)结果中的海表面温度(Sea Surface Temperature,SST),通过10~50 a带通滤波与扩展经验正交函数(Extended Empirical Orthogonal Function,EEOF)分解,得到在北大西洋副极地海区存在准20 a振荡的逆时针旋转模态。此周期与其临近地区的CET、格陵兰冰芯净雪累计率的准20 a振荡周期相吻合,说明这种北大西洋副极地海区准20 a振荡的海洋模态与其临近地区的大气准20 a振荡之间可能存在相应的联系。进一步利用CAM4(the Community Atmosphere Model version4)大气模式,以北大西洋副极地海区准20 a振荡SST旋转模态为强迫场进行敏感性试验,进一步验证了这种联系。 展开更多
关键词 历史长期记录 SST 20 a 旋转模态 敏感性试验
下载PDF
湿敏电容传感器在气象领域中应用的分析研究 被引量:2
16
作者 罗宗炎 许峰 +1 位作者 杨晓凌 禹晓翔 《气象水文海洋仪器》 2002年第2期12-17,共6页
本文从高湿性能、湿度特性和时间稳定性几个方面分析研究了应用在气象领域的三种湿敏电容传感器的性能,提出了应用于气象常规观测领域的湿度传感器必须进行的六项基本试验及试验方法。
关键词 气象常规观测 湿敏电容传感器 试验方法
下载PDF
A Fast Algorithm for Solving CNOP and Associated Target Observation Tests 被引量:8
17
作者 王斌 谭晓伟 《Acta meteorologica Sinica》 SCIE 2009年第4期387-402,共16页
Conditional Nonlinear Optimal Perturbation (CNOP) is a new method proposed by Mu et al. in 2003, which generalizes the linear singular vector (LSV) to include nonlinearity. It has become a powerful tool for studyi... Conditional Nonlinear Optimal Perturbation (CNOP) is a new method proposed by Mu et al. in 2003, which generalizes the linear singular vector (LSV) to include nonlinearity. It has become a powerful tool for studying predictability and sensitivity among other issues in nonlinear systems. This is because the CNOP is able to represent, while the LSV is unable to deal with, the fastest developing perturbation in a nonlinear system. The wide application of this new method, however, has been limited due to its large computational cost related to the use of an adjoint technique. In order to greatly reduce the computational cost, we hereby propose a fast algorithm for solving the CNOP based on the empirical orthogonal function (EOF). The algorithm is tested in target observation experiments of Typhoon Matsa using the Global/Regional Assimilation and PrEdiction System (GRAPES), an operational regional forecast model of China. The effectivity and feasibility of the algorithm to determine the sensitivity (target) area is evaluated through two observing system simulation experiments (OSSEs). The results, as expected, show that the energy of the CNOP solved by the new algorithm develops quickly and nonlinearly. The sensitivity area is effectively identified with the CNOP from the new algorithm, using 24 h as the prediction time window. The 24-h accumulated rainfall prediction errors (ARPEs) in the verification region are reduced significantly compared with the "true state," when the initial conditions (ICs) in the sensitivity area are replaced with the "observations." The decrease of the ARPEs can be achieved for even longer prediction times (e.g., 72 h). Further analyses reveal that the decrease of the 24-h ARPEs in the verification region is attributable to improved simulations of the typhoon's initial warm-core, upper level relative vorticity, water vapor conditions, etc., as a result of the updated ICs in the sensitivity area. 展开更多
关键词 fast algorithm CNOP (Conditional Nonlinear Optimal Perturbation) target observation osse observing system simulation experiment
原文传递
上一页 1 下一页 到第
使用帮助 返回顶部