GRAPES全球切线性和伴随模式的调优   总被引：5，自引：2，他引：3       下载免费PDF全文

刘永柱  张林  金之雁 《应用气象学报》2017,28(1):62-71

伴随技术是四维变分同化（4DVar）系统中计算代价函数梯度的最佳办法,切线性和伴随模式的效果和效率直接影响着4DVar系统的发展。基于GRAPES（Global and Regional Assimilation PrEdiction System）全球切线性和伴随模式1.0版本,利用GRAPES全球模式2.0版本在并行框架和性能等方面的改善,重新优化和设计了GRAPES全球切线性伴随模式2.0版本,提高了GRAPES全球切线性和伴随模式的效果和效率,优化了切线性模式程序结构,使其计算时间最优可控制在非线性模式的1.2倍以内;采用在切线性模式中保存基态的方法,重构了伴随模式的程序结构,使其计算时间最优控制在非线性模式的1.5倍以内;在GRAPES全球切线性物理过程的设计中,将线性物理过程的轨迹基态计算和切线性扰动计算解耦,提高了GRAPES全球切线性和伴随模式的计算效果和效率。  相似文献   

GRAPES全球四维变分同化系统极小化算法预调节   总被引：4，自引：1，他引：3       下载免费PDF全文

张林  刘永柱 《应用气象学报》2017,28(2):168-176

在进行多次外循环更新的增量分析框架下,前一次极小化迭代过程中产生的信息可提供给下一次极小化做预调节。该文在GRAPES全球四维变分同化系统中对极小化算法——L-BFGS算法实施了这种预调节,通过全观测的个例试验和批量试验进行评估,发现进行预调节后L-BFGS算法的收敛效率得到明显提高,而且在1个月的循环试验中表现十分稳定。该工作可以帮助GRAPES全球四维变分同化系统有效减少极小化的迭代次数,有利于满足业务化运行的时效要求。另外,间隔6 h和间隔24 h的两次4DVar分析对应的海森矩阵变化不大,因此,前一时刻极小化过程产生的信息提供给后一时刻的极小化进行预调节也有一定效果。  相似文献   

GRAPES_GFS全球中期预报系统的研发和业务化   总被引：10，自引：6，他引：4       下载免费PDF全文

沈学顺  苏勇  胡江林  王金成  孙健  薛纪善  韩威  张红亮  陆慧娟  张华  陈起英  刘艳  刘奇俊  马占山  金之雁  李兴良  刘琨  赵滨  周斌  龚建东  陈德辉  王建捷 《应用气象学报》2017,28(1):1-10

该文回顾了中国气象局全球中期数值天气预报系统GRAPES_GFS的研发历程,重点介绍了近年来在GRAPES_GFS研发过程中的重要进展,概要阐述了这些进展对GRAPES_GFS业务:化的贡献。动力框架方面的改进主要包括位温垂直平流的算法、极区滤波方案、标量平流方案、垂直速度衰减（damping）算法、提高模式分辨率等,改善了模式框架的稳定性、计算精度以及质量守恒性。物理过程方面的改进主要包括RRTMG辐射方案、CoLM陆面过程方案、积云对流、边界层过程、双参数云物理方案,以及物理过程的调用计算等,全面提升了模式物理过程的预报能力。全球三维变分同化方面,研发了模式空间三维变分（3DVar）系统、资料质量控制和偏差订正技术、卫星资料同化方面的相关技术等。同时,对目前GRAPES_GFS2.0的预报能力进行了评估,总体来说,该系统各项预报指标全面超越GRAPES_GFS1.0,与T639相比等压面要素预报在对流层也有明显优势,降水、2 m温度等预报也优势明显。  相似文献   

EnSRF雷达资料同化对一次强对流天气模拟的影响研究   总被引：2，自引：2，他引：0  

黄丹莲  高士博  闵锦忠 《气象科学》2017,37(5):567-578

利用ARPS(Advanced Regional Prediction System)模式和具有流依赖背景误差协方差的集合均方根滤波(Ensemble Square Root Filter,简称En SRF)方法,通过同化多部多普勒雷达资料,对2013年6月23日的强对流天气过程进行了研究。首先对比同化试验和观测的组合反射率因子,检验了同化效果。通过计算均方根误差和离散度,进一步定量评估了同化结果。再对比模式变量,综合分析了En SRF雷达资料同化对模式热力、动力、湿度和微物理量等变量的影响。最后对集合平均场进行1 km的高分辨率数值模拟。结果表明:En SRF能够同化出与观测类似的对流系统,且减弱了南北部的虚假回波。径向风和反射率因子的均方根误差明显减少。En SRF雷达同化能够明显优化模式的初始场,同化试验的回波在垂直方向上范围增加,强度偏弱。在强对流区域,低层的冷池温度最多降低6 K,相对湿度最多增加30%。对流区域的雨水、冰晶和雪的混合比均有明显增加。模拟发现同化试验能够较好地模拟出对流系统的结构和位置。  相似文献   

区域雷电灾害风险评估模型与应用     

曾金全  冯真祯  张烨方  王颖波  施宗强 《气象科技》2017,45(1):179-183

在分析国内雷电灾害风险区划发展现状进行的基础上,从区域雷电灾害事前风险评估的角度出发,采用灾害评估的承灾体、致灾体模式,引入雷电风险、地域风险和承灾体风险作为评估指标,针对每个指标选取与其发生紧密度较高的参数作为2级评价标准,对区域雷电灾害风险进行基于事前致灾因子的区域雷电灾害风险评估研究,并以福建省为例,应用该模型进行了计算。结果表明,基于承灾体、致灾体模式的区域雷电灾害风险评估模型能较好地反应出区域雷电灾害发生的损失程度,对于行政区域范围的雷电灾害风险度区域与政府决策支持具有积极的指导意义。  相似文献   

GeoSOT-3D椭球体剖分真三维数据表达     

孙忠秋  程承旗 《地理信息世界》2016,(3):40-46

随着地球观测技术和信息技术的进步,以全球为背景的科学探索不断增多,不仅是地球表面信息,地下、水下、空中等地球上各个层次的空间信息都受到极大的关注。地球球体剖分网格可以构建真三维的数据模型,进而实现空天地、地下水下一体化的空间数据组织、管理、表达与应用。本文详细论述了GeoSOT-3D椭球体剖分网格的剖分空间框架、剖分编码与剖分尺度特性等理论体系。建立基于GeoSOT-3D的空间对象的真三维表达模型。利用该真三维模型实现了地球椭球体的地上地下可视化,点线面体等空间实体的可视化。研究表明,GeoSOT-3D椭球体剖分具有椭球剖分框架简单、体系完整、二三维一致等特点,因而在该框架下的真三维数据模型可用于下一代地理信息系统中的空间大数据的组织管理与表达。  相似文献   

基于自适应时序剖分与KNN的短时交通流量预测     

祁朵  毛政元 《地球信息科学学报》2022,24(2):339-351

在智能交通系统中,准确和高效的短时交通流量预测是交通诱导、管理和控制的前提。由于交通流量动态变化中表现出的时变性和非平稳性特征,其预测难度较大,是交通领域中亟待解决的难题。为提高短时交通流量的预测精度,本文设计与实现了基于自适应时序剖分与KNN（A-TS-KNN）的短时交通流量预测算法。① 基于动态时间规整（Dynamic Time Warping,DTW）动态剖分单日时序为不同的交通模式;② 在不同交通模式,采用互信息法求解每个预测时刻时间延迟的最大阈值,构造不同时间延迟的状态向量,生成交通流量历史数据库;③ 采用十次十折交叉验证的方法求解每个时刻不同时间延迟与不同K值的正交误差结果分布,提取误差最小的正交结果,得到自适应时间延迟与K值的参数组合;④ 采用K个最相似的近邻的距离倒数加权值作为预测结果。对比K近邻（K-nearest neighbors, KNN）、支持向量回归（Support vector regression,SVR）、长短期记忆神经网络（Long-short term memory neural network,LSTM）以及门控递归单元神经网络（Gate recurrent unit neural network,GRU）共4种主流预测模型,A-TS-KNN算法预测精度显著提升;将A-TS-KNN算法用于福州市城市路网中其他交叉路口的短时交通流量预测,结果表现出良好的泛化能力。  相似文献   

煤变质作用研究   总被引：3，自引：1，他引：2  

杨起 《现代地质》1992,6(4):437-443

本文从4个方面扼要地讨论了煤变质作用的近期进展。在煤级参数方面对镜质体反射率及其缺点和弥补的方法做了介绍,简述了近来提出的新的煤级参数。在煤化作用机理与特点方面概述了涉及煤化作用的煤结构研究新进展及其在煤化过程的演变中与镜质体反射率、挥发份的内在联系;煤化作用跃变与沥青化作用;“惰性组的煤化径迹”——煤化作用的一个新的方面。新的煤变质作用类型探讨。煤变质因素和煤化作用平衡,煤变质作用研究应用于其它地质学科。最后提出了应进一步研究的煤变质问题。  相似文献   

四子王旗降水变化对温度和日照的影响     

张宇  尤莉 《内蒙古气象》2011,(4):37-39

利用四子王旗气象站1959—2010年月平均气象资料,在较长时间尺度上分析了植物生长季节(5—9月)月平均气温、降水量和日照百分率的变异度,以及降水与温度、降水与日照百分率之间的关系,评估了降水是否是影响温度和日照的主要因素。结果表明:①5月和9月降水量较少,日照百分率大,气温低;月降水量和平均气温的变异度较大,日照百分率的变异度相对较小;而7、8月降水较多、气温较高,气温和降水变异度都较小。②5月和9月温度受降水以外因子影响较大,其与降水的相关性较差;6—8月,温度与降水呈显著的负相关关系,降水量多则气温低,影响效果明显。③除6月外,各月降水量与日照百分率负相关关系显著,线性拟合效果优于气温,日照百分率随降水量的增加明显降低。盛夏,受夏季风影响,该地水汽条件好,云层厚且不易消散,导致光照少,是日照百分率较低的主要原因。  相似文献   

蚀变带元素地球化学成矿预测法——以金龙山微细浸染型金矿为例     

赵利青 《地质与资源》1997,6(3):214-220

金矿化作用伴随围岩蚀变,且多受断裂控制,反映在地球化学上出现某些元素的异常晕.在已发现一定矿(化)体并掌握一般控矿特征的地区,利用已有工程,经科学的组合采样(主要在蚀变带范围内连续拣块采样),分析有关指示元素,总结有关的地球化学指标,建立地球化学预测模式(从元素异常特征或线金属量、地球化学指标或元素比值、逐步回归方程估值等三方面),对已知矿(化)体及外围异常进行地球化学评价研究.这就是蚀变带元素地球化学成矿预测法.该方法在秦岭南坡金龙山微细浸染型金矿上的应用有较好的效果.本方法的预测是半定量或定性的,回归分析估值是近似定量的,同时也是有效的,低成本的.  相似文献