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全球业务化海洋预报进展与展望 总被引：1，自引：1，他引：0
海洋环境预报在经济发展和基础设施建设等方面发挥着越来越重要的作用,涉及到海上安全、海洋能源开发与保护、远洋运输和海洋渔业等许多领域和方面。近年来,各国的全球海洋预报取得了显著的进展。全球海洋数据同化实验(GODAE)Ocean View计划为各国提供协调和技术支持,发展并建立全球业务化海洋预报系统,将全球海洋预报的概念实现业务化运行。全球业务化海洋预报系统以海洋动力数值模式作为动力框架,将近实时高质量的观测输入场通过资料同化融入到模式中,实现对全球范围多时空尺度的海洋状况提供未来演替的预测,并对产品表现不间断地进行监测以保证预报服务的质量。简要介绍和回顾GODAE Ocean View所涵盖的全球海洋预报系统的发展历程和现状,并对全球海洋预报未来发展的难点与问题给予展望。 相似文献
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现代数值模拟技术是一种把数值模型与观测资料结合起来对地球系统状态进行理想化评估的方法。除了在数值天气预报和气候分析中发挥重要作用外，数据同化技术也被应用于气候研究的许多方面，如模式初始化、确认及最优化。主要通过几个与中国西部区域气候研究紧密相关的议题，讨论了数据同化在气候模拟中的应用。并且阐述了其将面对的挑战、潜在方法学、最新研究成果和未来发展。 相似文献
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《地球科学进展》2019,(11)
云和降水区微波观测包含大量与天气系统,特别是台风、暴雨等灾害性天气系统发生发展密切相关的大气信息,因此微波资料的全天候同化应用成为当前数值预报领域的热点研究问题。过去20年间,全球几大数值预报中心逐步开展了全天候同化技术的研究和业务应用,证实了全天候卫星微波观测资料能够改进模式中的质量、风场、湿度以及云和降水场的初始信息,从而改进数值预报模式的预报效果。通过梳理和评述全天候卫星微波观测资料同化方法,分析其中的关键技术问题和目前存在的困难和挑战,为未来在我国数值天气预报领域开展全天候同化研究提供依据。随着我国新一代数值天气预报模式的发展应用,加强我国全天候资料同化技术的研究将会在业务中发挥更大的科学效益和应用效益。 相似文献
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数据同化算法研究现状综述 总被引：13，自引：2，他引：11
近年来,全球环境变化对人类生存影响日益突出,为了加强对陆地—大气—海洋的监测,全球对地观测系统计划(GEOSS)和全球环境与安全监测计划(GMES)等相继被提出。数据同化算法作为连接观测数据与模型模拟预测的关键桥梁也得到了迅速发展,显著标志新的数学研究成果不断被引入数据同化算法中。在国家重大科技基础设施项目"航空遥感系统——地球科学数据处理软件系统"需求背景条件下,梳理遥感数据同化算法的国内外发展现状,明确数据同化算法开发的技术主线和重点内容,稳步推进数据同化算法理论研究和软件开发。 相似文献
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一、引言 海洋在全球变化中起着关键性的作用。为了弄清海洋的作用我们必须进行长期的全球资料收集,并由此进行全球性的海洋观测,这需要熟悉海洋以及海洋与大气、陆地耦合的基本知识,以及必须的技术与人力、物力来发展和负担长期的海洋观测活动。 全球海洋观测系统的主要任务是长期、系统地收集物理、化学及生物学的观测资料,从而提供全球海洋现时状况,这些资料也能提供全球气候耦合模式的初始条件。在1990年8月的一份报告中,Henry Stommel曾指出:希望在2000年能得到完善的海洋“动态”模型,以此用来预测海洋涡流事件、厄尔尼诺事件、深水和中间层水构造的异常现象以及污染物扩散等问题,同时也可提供气候模式边界条件。 相似文献
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全球大气再分析资料的研究现状与进展 总被引：11，自引：0，他引：11
在过去十多年,利用资料同化技术再分析过去的气象观测资料,重建高时空分辨率的格点历史气候数据集取得了长足发展。再分析资料的问世为人们深入了解大气运动的方式、认识不同时空尺度内气候变化和变率提供了强有力的、甚至不可替代的研究工具。就当前国际上一些主要的全球大气再分析资料研究计划及其产品的概况、再分析资料在大气科学及其相关研究领域中的应用、再分析资料的评估及其在气候变化研究中存在的一些主要质量问题做了回顾与介绍,并就未来大气再分析资料研究计划的一些发展趋势予以展望。 相似文献
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土壤湿度作为一个具有“记忆性”的重要气候变量,可以通过改变地表的能量和水分交换,进而影响局地乃至全球的大气环流,因此受到全球气候观测系统计划的重视。近年来青藏高原土壤湿度观测网（站）建设发展迅速,为局地陆气相互作用研究提供了可靠的数据支撑。本文从不同的土壤湿度资料在青藏高原的适用性、高原土壤湿度的时空变化特征及其对气候的影响综述了近年来的国内外研究进展。由于土壤湿度在时空上的高度变异性,现有相关研究大多使用再分析资料、陆面数据同化资料和卫星遥感数据来补充观测资料进行青藏高原土壤湿度与气候的相互影响研究。但模式选择、算法和实验方案的不同,导致青藏高原土壤湿度的补充资料适用性不同,使得前人对高原土壤湿度如何影响中国及全球气候得出不同结论,故相关问题需要进一步讨论,并提出了后期青藏高原土壤湿度研究需要解决的关键问题。 相似文献
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评估两类模式对陆面状态的模拟和估算 总被引：1，自引：0，他引：1
针对夏季土壤变干过程,利用观测系统模拟试验,比较离线的陆面模式(LSM)和耦合大气边界层的陆面模式(SCM)对土壤温度、湿度和地表热通量等陆面状态的模拟,然后借助数据同化方法,评估2类模式对陆面状态的估算能力.结果显示:2类模式除对地表长波辐射和感热通量的模拟差别较大外,对其余量则较小;只同化表层土壤湿度观测时,LSM对土壤湿度和感热通量的估算好于SCM,对土壤温度的估算则相反,而对潜热通量估算的差距很小;同时同化表层土壤温度、湿度观测会使地表热通量的估算差距增大;最后对2类模式不同表现的可能原因进行分析讨论.上述数值模拟和同化结果:当用某一类模式的模拟结果或同化产品为另一类不同模式提供初边界条件时必须注意它们之间的差异,避免出现输入量引起的模式状态量间的动力不协调现象. 相似文献
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《地球科学进展》2016,(8)
风能资源观测评估是风电开发建设的前提基础,海上风电投资成本巨大,更需准确评估风能资源以减少风电投资风险。从传统气象站观测到多平台遥感探测,从简单数理统计到耦合模式数值模拟,观测数据的丰富和技术方法的成熟,使得海上风能资源评估的可靠性越来越高。站位资料匮乏、遥感资料丰富是海上风场观测数据特点。运用多尺度耦合模式,同化多源遥感探测资料和站位观测资料,以多方式技术融合形式开展海上风能资源评估,是区域风能资源评估方法的主流发展方向。风电场风能资源评估应着重注意观测数据质量、数据插补订正、重现期风速推算及风能参数长年代修正等方式方法的选择,这些因素可直接影响未来风电场运行效益。 相似文献
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区域尺度近地表气候要素驱动数据研制的研究综述 总被引：1，自引：0，他引：1
区域和流域尺度的陆面、水文和生态模拟与同化,都需要高分辨率的大气近地表层风、温、压、湿、辐射、降水等资料作为驱动。介绍了流域尺度驱动数据的重要性,对现阶段大气驱动数据的制备方法进行评论,总结了降水、辐射、气温和其他近地表要素的若干产品,探讨了北美陆面数据同化系统、全球陆面数据同化系统、欧洲陆面数据同化系统和中国西部陆面数据同化系统中大气驱动数据的研究思路和研究成果,最后提出了现阶段制备流域尺度驱动数据存在的问题,并针对中国西部复杂地形的高时空分辨率驱动数据制备提出一些看法。 相似文献
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海洋生态预报的复杂性与研究方法的讨论 总被引：1，自引：1，他引：0
海洋生态动态预报预测研究已经成为海洋科学乃至地球系统科学领域中的热点问题。比较深入地分析了海洋生态预报的复杂性、不确定性和实况监测资料严重不足等问题,为促进海洋生态预报研究的快速发展,借鉴中期数值天气预报的一些有效方法,提出以下建议：①加深理解海洋生态系统的非线性动力学特征,深入开展随机-动力耦合的海洋生态系统模型研究;②加强海洋生态集合（ensemble）预报和综合预报方法研究;③大力促进卫星遥感信息的海洋生态应用研究,加强资料同化研究和反问题研究方法的应用,努力发掘各种信息资料的预报应用。 相似文献
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基于土壤水模型及站点资料的土壤湿度同化方法 总被引：7，自引：0，他引：7
基于非饱和土壤水模型和扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter)同化算法并结合陆面过程模型VIC发展了一个土壤湿度同化方案，并进行了理想试验及同化站点资料的同化试验。理想试验结果表明：扩展卡尔曼滤波方法能完整反演土壤湿度廓线，对土壤湿度的估计有较大改善；观测深度、观测层数和观测资料引入频率对同化结果有一定影响；加大观测频率，可以进一步改善同化效果。利用气象强迫驱动陆面模型VIC算出地表入渗条件而进行的同化站点资料的试验所得土壤湿度分布与观测资料基本吻合，反映了站点土壤湿度的月、季变化，表明该方案是合理的。 相似文献
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全球陆地表面气温变化研究现状、问题和展望 总被引：2，自引：0，他引：2
气候变化模拟、预估、影响评价和适应行动,均需深入了解全球陆地及不同区域地面平均气温、极端气温变化的基本观测事实和精准时空规律。长期以来,近百年全球陆地表面气温序列的构建和分析主要由英国和美国少数几家研究机构垄断。这些机构研制的长序列全球陆地表面气温变化分析产品成为气候变化科学的基石。然而,现有全球陆地表面气温资料数据及分析结果还存在明显不足,其中突出的问题包括:1中国及周边国家、地区观测覆盖不充分,早期资料覆盖严重匮乏;2对城市化影响偏差重视不够,没有对其进行系统研究和订正。另一方面,我国气象部门目前已初步建立了全球陆地表面气温观测资料数据集,中国科学家也在城市化对地面气温趋势影响偏差评价和订正方面开展了系统研究。但迄今为止,我国还没有研制出高质量、覆盖全球各个大陆的地表气温资料数据集及其分析产品。如何完善业已建成的地表气温观测资料数据集,系统分析、评价全球陆地城镇观测站地面气温序列中的城市化影响性质和程度,发展客观的方法订正城市化影响偏差,建立中国自己的高质量全球陆地长序列地面气温资料数据集,构建和分析全球陆表平均和极端气温时间序列,监测和揭示全球陆地及不同区域地面气温变化的精细规律,已成为我国气候变化和全球变化科学的重要任务。 相似文献
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全球LAI地面验证方法及验证数据综述 总被引：5，自引：0，他引：5
叶面积指数(LAI)的地面验证是LAI反演算法研究及LAI产品验证的重要部分。近年来,为了验证遥感参数产品以及对大气、地表的系统性研究,国际上在全球主要大洲开展了多个针对主要植被类型的大型观测项目,逐渐形成了较完善的地面采样框架与全球尺度不同植被类型的地面验证数据集。国内外已开展的大型观测项目采用的采样框架对以后观测试验中LAI的地面验证框架的制定与研究具有重要的借鉴意义,同时,已观测到的全球LAI地面验证数据集是开展全球LAI算法及产品验证的基础数据集,因此,有必要对目前全球LAI地面验证方法及验证数据情况做个综述。首先综述全球主要LAI地面观测项目及其所采用的地面验证框架。在此基础上,分析比较各大观测项目中所采用的地面测量方法、采样方法及像元真值估算方法。最后,指出全球LAI产品地面验证中存在的不足,并对尚需进一步研究的方向进行展望。 相似文献
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活动层含水量是表征多年冻土区气候、水文和生态过程的关键参数。长期以来,由于受多年冻土区活动层水分实测样点数量稀少的限制,各类基于遥感反演、模式模拟乃至数据融合和同化等手段生产的土壤水分空间数据均存在着较大的误差。2020年10—11月在青藏高原腹地（沱沱河源区）测定了 1 072组活动层土壤含水量数据并进行分析,探讨了该时段该区域活动层土壤水分的空间差异,并与全球陆面数据同化系统数据产品（GLDAS-Noah）和欧洲中期天气预报中心发布的第五代再分析资料（ERA5-Land）进行了对比分析。结果表明,在该区域平均厚度为2.72 m的活动层内,土壤质量含水量（总含水量）约为14.0%,活动层土壤含水量与植被发育情况存在正相关关系。除高寒沼泽草甸类型外,高寒草甸与高寒草原类型的活动层含水量随深度的增加呈现出先减小后增大的变化趋势。不同坡位类型的活动层含水量呈上坡位>下坡位>中坡位>平坡位,阳坡水分高于阴坡且两者活动层剖面水分变化相似。多年冻土区浅表层0~350 cm深度范围内的土壤含水量大于区内融区同深度的土壤含水量,两者土壤剖面水分分布均呈现出先增大后减小再增大的特征。该区域的GLDAS-Noah同化水分产品与实测数据对比的误差在10%以内,比ERA5-Land再分析土壤水分数据更为准确,但两种数据产品对土壤剖面上的水分垂直分布情况描述均与实测数据有较大差异。该研究结果可以为数据同化系统的模式冻融参数化方案优化及遥感水分产品研发提供科学依据。 相似文献