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提出一种新的资料同化方法——显式变分四维同化方法, 该方法将奇异值分解(SVD)技术用于四维空间的预报集合提取正交基向量, 这些基向量不但能够表现分析变量的空间结构, 也能反映它的时间演变特征. 将分析变量依截断的基向量展开后, 控制变量会显式地出现在代价函数中, 避免了传统的变分四维同化方法所必需的伴随模式的运用, 使同化过程变得简单. 用浅水方程模式和人造资料进行的一系列数值试验对所提方法的有效性作了检验并和传统的变分四维同化方法进行比较. 结果表明, 在观测点很密集, 观测和模式都没有误差的情况下, 它不如传统的变分四维同化方法好. 但是当观测点稀疏时显式方法会好于传统的方法, 它对模式误差及观测误差的敏感性也远远小于传统的方法. 相似文献
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一个三维变分海洋资料同化系统的设计和初步应用 总被引：3，自引：1，他引：3
介绍了新完成的一个基于三维变分方法的通用海洋资料同化系统OVALS(Ocean Variational Analysis System)的设计方案和在热带太平洋海洋资料同化中的初步应用. OVALS可以同化常规的现场海洋温盐观测资料和卫星高度计资料, 其中在海面高度资料同化中引入了一个新的基于三维变分的同化方案, 该方案考虑了背景场误差的垂直相关性和非线性的温-盐关系. 非线性的温-盐关系是通过将三维变分方法中的线性平衡约束方案推广到非线性的情况来实现的, 从而通过同化高度计资料来直接调整模式的温度和盐度场. 另外, OVALS还可以同化近年来投入运行的国际ARGO漂流浮标的温、盐廓线资料以及其他海温和盐度资料, 如船报海温资料和一些浮标阵列资料等. 利用OVALS和大洋环流模式在热带太平洋进行了21 a的同化试验. 试验结果表明, 同化系统通过对各种海洋资料的同化, 可以有效改进对海洋温度和盐度的估计, 其在420 m深度以浅的上层海洋的月平均温、盐度估计误差分别为0.63℃和0.34 psu. 相似文献
3.
将本征正交分解（POD）方法用于四维空间预报集合提取标准正交基,该标准正交基在最小二乘意义下是最优的,与奇异值分解（SVD）技术相比,它能捕捉到预报集合空间更多的能量,能够更好地表征四维变量的空间结构以及时间演变特征．将分析向量依截断的POD基展开后,控制变量会显式地出现在代价函数中,避免了传统的四维变分方法所必需的伴随模式的运用,使得同化过程简单．用土壤湿度预报方程和人造资料进行一系列的数值试验对该基于本征正交分解的显式变分方法与基于SVD基的方法以及集合Kalman滤波进行比较,结果表明：POD／SVD方法从同化精度和同化时效上都要远远优于一般的集合Kalman滤波方法;由于POD基在最小二乘意义下的最优性,基于POD分解的同化方法要优于基于SVD分解的方法,尤其在模式存在误差的情况下表现得更为明显． 相似文献
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提出了一种依据海洋伴随资料同化达到改进海洋观测方案的客观分析方法.针对一个"真实的海洋"进行不同空间断面(或对不同层次)的假设采样,分别将这些"不完备的观测"应用于Byran-Cox海洋环流模式的伴随系统,可以计算"不完备观测"同化以后的模式环流与"完备观测"资料同化(控制试验)得到的环流之间的距离--反演距离.由于海洋伴随资料同化所具有的局地修正效应和邻域修正效应,不同观测方案所对应的反演距离有着明显的差异.采用上述方法在一定观测代价下可以对大洋风生环流进行观测方案的优化分析. 相似文献
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结合反问题技巧对一维海温模式变分资料同化的理论分析及数值试验 总被引：19，自引：0，他引：19
以一维海温模式为例, 采用变分资料同化技术及处理数学物理反问题的技巧, 对初始条件、边界条件和模式参数等进行最优估计和确定. 为了克服反问题中不适定性带来的困难, 例如对于依赖于时间和空间的模式参数的估计, 引进了反问题中的正则化思想, 在目标泛函中增加了稳定泛函, 其目的在于克服不适定和计算不稳定. 数值试验结果表明, 与采用通常的变分同化技术相比, 引进正则化思想以后的变分同化技术, 无论目标泛函的下降速度、迭代收敛速度, 还是解的精度都有较明显的改进. 相似文献
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《中国科学:地球科学》2015,(12)
基于国家海洋局第一海洋研究所发展的地球系统模式(FIO-ESM),设计了集合调整Kalman滤波(EAKF)同化方案并开展了海洋卫星资料同化实验.设计的数值实验包括1组控制实验和4组同化实验.控制实验由一组初始场各不相同的模式组成,将FIO-ESM模式积分1年;同化实验则在积分过程中不断对海洋模式分量进行海洋卫星数据同化.前2组同化实验分别对卫星海面高度异常(SLA)和卫星海面温度(SST)数据进行同化,后2组实验中SLA和SST均加入同化,但两种数据同化顺序不同.为了检验同化过程对气候模式中海洋模拟的影响,将实验结果与再分析数据集EN3进行了对比分析.与海洋模式不同,耦合模式在海面的动量和热量通量是由耦合过程实时计算得出,耦合模式中多变量之间的约束关系更接近实际的物理过程.海洋卫星资料EAKF同化整体显著改善了FIO-ESM中海洋模式分量的模拟结果,尤其在1000 m以浅效果更为显著.不同类型的卫星观测数据的同化效果在深度上有所不同,SST的改善效果在表层附近较大,而SLA则对次表层改善较大,且在深层SLA的改善大于SST.联合SLA和SST同化的实验结果均比单独同化一类数据的效果更佳,但不同顺序对这2种数据进行同化的差异不显著. 相似文献
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对比分析了2006年1月和8月华北地区OMINO2卫星遥感二级产品和NO2实测浓度变化趋势的一致性,重点构建了CMAQ空气质量模式卫星遥感产品源同化模型,采用变分订正方法和CMAQ卫星遥感产品源同化技术方案探讨了华北地区冬夏季OMI高分辨率柱浓度卫星资料在空气质量数值预报中的应用.分析结果表明,无论冬季还是夏季,华北地区NO2实测浓度与OMINO2卫星遥感柱浓度的变化趋势具有较好的一致性,两者的相关性较显著,该卫星资料可适用于华北地区卫星遥感-地面观测综合变分分析;经过线性和变分订正后,北京周边地区OMINO2柱浓度的空间分布特征与实测值分布一致,而且可清晰反映出NO2空间分布特征,即NO2的城市局地污染特征较明显.经变分订正的OMINO2柱浓度的空间分布特征可看出,北京的西南、东南地区污染源对北京地区的NO2浓度的影响较大.采用高分辨率的OMINO2卫星遥感资料同化修正排放源时,WRF-CMAQ模式对于华北地区冬、夏季NO2浓度水平预报和趋势预报可取得较显著的改善效果.采用经变分订正的、高分辨率的OMINO2卫星遥感资料进行源同化时,可模拟得到与实测浓度分布较一致的、高分辨率的NO2浓度信息,弥补了采用地面... 相似文献
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三维变分资料同化中的非线性平衡约束 总被引：1，自引：2，他引：1
在三维变分资料同化的许多应用中, 平衡约束都是通过背景误差协方差矩阵B来考虑的: 首先, 要定义模式变量非平衡部分的背景误差协方差矩阵B(u)(一个块对角矩阵); 其次, 要定义一个把非平衡部分变换到模式变量的平衡算子, 再用B =KB(u)K T来构造B . 这种形式只适用于那些线性或线性化的平衡约束. 许多实际应用中需要考虑非线性平衡约束, 比如海洋资料同化中的温盐关系. 我们在线性形式的基础上, 导出了几种可以推广到非线性的形式, 提出了在三维变分同化中考虑非线性平衡约束的方案. 利用提出的方案, 进行了从海面动力高度来估计温、盐的资料同化数值试验. 结果表明, 考虑非线性平衡约束的方案比不考虑非线性平衡约束的方案对结果有很大改善. 相似文献
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《地球物理学进展》2020,(2)
在固定时间内使WRF数值模式的预报和观测间距实现最小化,是实时准确测定夏季强对流的重要依据,因此研究一种基于WRF数值模拟的夏季强对流测定方法.通过分析河南省2018年7月2日至7月23日闪电定位资料和降水资料,统计夏季强对流天气中降水强度与闪电频数关系,将二者进行线性拟合,根据拟合结果将夏季强对流天气中闪电频数反演至降水强度,并将反演后的降水强度通过四维变分同化资料方法,同化至WRF数值模拟中,获取最终WRF极小化代价函数,实现夏季强对流天气实时准确测定.通过该方法对河南省某机场进行WRF数值模拟研究发现,模拟结果的水平风速、垂直速度、位温与扰动气压变化明显,可准确测定该机场的夏季强对流天气,具有可靠性. 相似文献
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FBS-3A型反馈式宽频带地震计是目前广泛使用的一种地震计．对其传递函数开展相关研究，对仪器的使用、观测数据的分析，以及仪器的设计开发具有十分重要的实际意义．本文运用系统分析方法，从阐明仪器的工作原理入手，详尽地推导了该地震计的传递函数（包括标定过程的传递函数和测量过程的传递函数）；在此基础上，分析了其零、极点在复频域的分布情况，从而提供了将该地震计系统从一个高阶系统简化成为一个二阶系统的依据．此外，还以传递函数为基础，对该地震计的频率特性进行了数学仿真计算. 相似文献
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IntroductionFBS-3A feedback broadband seismometer is a sensor suitable for digital telemetered seismic network observation, which was developed in a key project among the (Eighth Five-Year Plan( to meet the demand for the development of earthquake and premonitor digital observation experiment system (ZHAO, et al, 1997; ZHUANG, 1995).FBS-3A is quite different from conventional mechanical seismometers because electronic feedback technology is applied to it, as a result the measurement ba… 相似文献
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CHEN YingyanAssociate Professor Institute of Mountain Hazards Environment Chinese Academy of Sciences Chengdu Sichuan China 《国际泥沙研究》1997,(3)
1.INTRODUCnONSAn~sizeplaysanimpo~roleinmanyfields,SUChasinndmeDt-laden~ordebrisflow.TheStateofsedimentmovementwhateVertheyaresugunded.jUInpingorbed-loading,isoftencloselyrelatedtOtheirSizes.Thebodyor~forcesbornacaglainareOftendiredproponionedtotheabcorSq~sizeofthisgrain.Thereforesedimentsizeisanimpohalltindextoesedimentcharacteristics.Besides,depositsizeanditsdistributionimplysome~infonnationdepositingfonnationenvironmentandcauseing~hyandgeqlogy.Ina~on.thesizeanditsdistributionareeac… 相似文献
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为了弥补现有地铁火灾风险评估方法的不足,并为地铁的消防设计与管理提供量化指标,建立了以层次分析法（AHP）、专家调查法为基础,以可拓法为核心的地铁火灾风险的多级可拓评估方法,并给出了评估流程。对一地铁算例进行了评估,并根据评估结果得到地铁火灾风险的薄弱环节及管理重点。通过对比分析可知,本文方法与模糊评估方法所得的评估结果一致,从而表明：将可拓原理应用到地铁火灾风险性的评估中是合理可行的,很好地解决了地铁火灾风险评估的实际问题,本文方法可应用到相关的风险评估领域中。最后,对地铁火灾安全提出了一些建议。 相似文献
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The calculation of runoff and infiltration parameters is a fundamental task for water budget estimation and water resources management. The “Kenessey method” allows these values to be calculated and its use is widespread among water scientists and practitioners. Due to language barriers and inefficient translation in past decades, the method has undergone some misinterpretations and is now far from its original usefulness and purpose. The use of the modified method can give unreal results for specific climatic zones. The purpose of this paper is to point out these methodological variations and to return to the original approach, improving it with modern technology. 相似文献
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涡流地震检波器的特性及测试方法的研究 总被引：3，自引：0，他引：3
本文介绍了涡流地震检波器的工作原理、结构及其频率响应特性--涡流检波器的输出特性在固有频率之上是按外界激励频率的平方递增。高频灵敏度随着激励频率的增加而增高有助于弥补高频信号通过地层传播时的急剧衰减,从而提高了地震勘探的分辨率。在固有频率之下,则加强了低频滤波作用。 本文还以对单自由度线性振动系统的动态分析为基础,研究了利用实验幅频特性曲线来求该系统的固有频率和阻尼系数的方法,推导出必要的计算公式。最后举出一个应用实例,并检验了这种方法的可信度。 相似文献
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关于Nakamura方法有效性的讨论 总被引：1，自引：0，他引：1
1989年,日本学者中村(Nakamura)提出了一种基于同一地表测点地脉动水平分量与竖向分量傅里叶幅值谱比值(H/V ratio)来估计场地特征的方法,即所谓的Nakamura方法。该方法及其成立的两个前提条件近些年一直是国内外研究人员争议的对象。本文通过唐山响嘡局部场地影响台阵获取的脉动与弱震加速度记录的统计分析和对比,对该方法及其成立的两个前提条件的合理性进行了讨论,并提出了一些可供参考的建议。 相似文献
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本文提出了一种适合于跨断层形变测量数据处理的相对分析平差原理,并应用突变论方法分析了相对位移突变及其稳定性问题,实例验证了方法的正确性。 相似文献
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相似优先比法研究巴丹吉林沙漠及周边地区地下水补给 总被引：3，自引：2，他引：1
位于中国内蒙古西部的巴丹吉林沙漠东部存在高大固定沙丘与湖泊共存的景观,湖泊中存在上升泉,且沙丘内部潮湿．沙漠以北的拐子湖和古日乃草原也有上升泉的出现．本文采用聚类分析中的相似优先比法结合水化学因素对巴丹吉林沙漠及其周边地区不同地点的水样进行分析,由此得出祁连山上的冰川融水与沙漠湖泊及以北地区的地下水相关性良好． 相似文献