集合敏感性分析在北半球中纬度高影响天气中的应用     

郑明华  杜钧  Brian A.Colle 《气象科学进展》2020,10(2):42-57

总结回顾了集合敏感性分析(ESA)在诊断中纬度高影响天气预报不确定性中的应用。作为一个简单高效且不需要大量计算资源的方法,集合敏感性分析主要被应用在中纬度气旋、台风或飓风的温带转换,以及在强对流过程中诊断预报误差和不确定性的来源。集合敏感性方法极有灵活性,可以根据实际需要改变不同的预报变量和初始场。在对2010年美国东岸圣诞节暴风雪的分析中,集合敏感性分析通过三种形式来诊断了预报不确定性的初值敏感性,即基于EOF分析的敏感性、预报差别的敏感性,以及基于短期预报误差的向前积分敏感性回归。三种方法证实气旋路径的不确定性主要和位于美国南部大平原的短波槽初始误差相关。此外,气旋强度的不确定性还和产生于北太平洋向下游延伸的罗斯贝波列相关。集合敏感性分析方法对于分析中纬度气旋的不确定性、诊断初值敏感性、分析误差发展机制都非常有效。集合敏感性分析也被应用于分析台风/飓风的温带气旋转换过程的不确定性。在对2019年美国首个主要登陆台风Dorian的分析中发现,加拿大CMC的集合预报主要不确定性来自于强度的不确定性,而这个不确定性与初始时刻的大尺度环流型有关,较连贯的信号可以追溯至东北太平洋的前倾槽。而NCEP和ECMWF的不确定性主要在于气旋位置的东北—西南向移动,而敏感性主要和飓风系统本身(即其北部低压区和中纬度槽)的锁相有关。分析结果进一步验证了集合敏感性分析对诊断模式之间的不一致性,以及模式成员之间不一致性的不确定性来源和发展过程的可靠性。集合敏感性分析方法综合了集合预报、资料同化和敏感性分析,因此对于资料同化技术改进、诊断模式误差(或者缺陷)、附加(目标)观测最优策略,以及评估观测对预报的影响等都有重要意义。同时可以更有效地利用集合预报信息,帮助预报员提高情景意识,最终减少高影响天气预报中的决策失误。  相似文献   

卡尔曼滤波方法在风的短期预报中应用     

刘敦训  金伟福 《山东气象》1998,18(1):29-32

应用卡尔曼滤波方法,结合Ｔ６３Ｌ１６数值预报产品,制作了东营市风的短期预报递推。经试用预报精度高于同期电视天气预报,结果令人满意。该方法制作简便,对季节变换和数值模式的变更适应性强,优于传统的统计方法,开拓了卡尔曼滤波方法及数值预报产品释用的前景。  相似文献   

基于对流可分辨集合预报的阜宁龙卷概率预报研究          下载免费PDF全文

张晨悦  朱科锋  薛明  孙正齐 《气象科学》2023,43(4):438-450

本文针对2016年6月23日江苏阜宁龙卷,设计了两组对流可分辨尺度集合预报:一组以ERA5再分析资料为初始和侧边界(CEFS_ERA5);另一组以NCEP GEFS为初始和侧边界(CEFS_GEFS),评估了两组试验对此次龙卷的预报能力。结果显示:两组对流尺度集合预报均有约半数以上成员能够再现龙卷超级单体的特征;2~5 km上升螺旋度(UH25)对本次龙卷超级单体有较好的预报指示意义。在上述分析的基础上,考虑位置预报偏差,提出了一种基于UH25的邻域龙卷概率预报产品,分析了龙卷概率预报技巧对关键参数邻域半径和UH25阈值的敏感性,CEFS_ERA5邻域半径取15个格点,UH25阈值取250 m²·s^-2最优;而CEFS_GEFS邻域半径取15个格点,UH25阈值取100 m²·s^-2最优。总的来说,邻域概率预报产品显著提升了对此次龙卷概率预报水平。  相似文献   

GPS车载导航的交互式多模型算法     

王忠军 《测绘学院学报》2009,(3)

GPS动态定位数据的处理广泛采用卡尔曼滤波技术,而应用卡尔曼滤波要求运动模型准确可靠,但由于载体真实运动的复杂多变,任何单一模型都难以全面描述,致使单一模型的滤波都容易出现模型误差。针对这一问题,将机动目标跟踪领域广泛应用的交互式多模型算法引入到车载导航中。通过分析车辆的运动特点,选取匀速直线模型和当前统计模型进行交互;同时考虑到车载终端计算能力有限,将状态变量在各方向解耦。仿真显示,在机动时改进的算法和单一模型的自适应算法基本相当,但在非机动时改进的算法明显占优。  相似文献   

抗差卡尔曼滤波在聊城古建筑动态数据处理中的应用     

李希峰  田鹏  马雪梅 《测绘科学》2009,34(3)

古建筑在日照、风压等因素的影响下,易产生老化变形,一般会采用及时补救的方法,有时并没有分析其根本原因,本文在布设动态监控网,获得监控数据后,用抗差卡尔曼滤波对监控数据进行分析的方法,对变形方向进行预测,预测值与平差值的误差均在限差范围内,且变化方向大致相同,可以将它作为古建筑变形方向的预报,做到防患于未然。  相似文献   

集合卡尔曼滤波在流域水文模型流量预报中的应用     

黄小兰  李麒 《成都信息工程学院学报》2009,24(4):383-386

针对流域降雨入渗过程,引入集合卡尔曼滤波(EnKF)理论,视整个边坡流域为一个随机动态系统,将边坡流域流量观测值作为系统的输出,用集合卡尔曼滤波模型来描述系统的状态;结合流域流量计算方法,实现水文模型参数的随机动态估计,在有效获得待估参数的同时还给出估计值的不确定性.通过数值算例表明,集合卡尔曼滤波可以有效地对含噪声的量测数据进行处理,能够跟踪水文模型的动态变化.相对于常用最优化算法,集合卡尔曼滤波同时给出反演结果和先验知识的后验分布,显示出更好的实时性和可靠性.  相似文献   

第八届国际气象会议近讯     

许鑑明 《气象学报》1935,11(4):193-194

世界各国气象代表机关作定期之集合,由来已久。本年九月五日至十二日第八次国际气象会议举行於波兰之华沙。事先中央研究院气象研究所曾接到请柬,邀派代表与会。但所中职员为职务所牵制不能出席,仅以书面对於各提案提出意见而已。兹将国际气象会议遇去历  相似文献   

Uncertainty representation of ocean fronts based on fuzzy-rough set theory   总被引：1，自引：0，他引：1  

Cunjin Xue  Chenghu Zhou  Fenzhen Su  Dandan Zhang 《中国海洋大学学报(英文版)》2008,7(2):131-136

Analysis of ocean fronts' uncertainties indicates that they result from indiseemibility of their spatial position and fuzzi-ness of their intensity. In view of this, a flow hierarchy for uncertainty representation of ocean fronts is proposed on the basis of fuzzy-rough set theory. Firstly, raster scanning and blurring are carried out on an ocean front, and the upper and lower approximate sets, the indiscernible relation in fuzzy-rough theories and related operators in fuzzy set theories are adopted to represent its uncer-tainties, then they are classified into three sets: with members one hundred pereent belonging to the ocean front, belonging to the ocean front's edge and definitely not belonging to the ocean front. Finally, the approximate precision and roughness degree are util-ized to evaluate the ocean front's degree of uncertainties and the precision of the representation. It has been proven that the method is not only capable of representing ocean fronts' uncertainties, but also provides a new theory and method for uncertainty representation of other oceanic phenomena.  相似文献   

GAIM电离层同化方法进展   总被引：2，自引：0，他引：2  

黄珹  郭鹏  洪振杰  严豪健  胡小工  丁金才  张训械 《天文学进展》2007,25(3):236-248

电离层是复杂的空间层结,其变化受太阳活动强度、地球磁场等因素影响。随着空间技术发展的需求,电离层天气变化成为目前空间天气预报最重要的内容之一。最近10年,人们利用卫星在电离层观测方面取得了重大进展,尤其引人注意的是:无线电掩星观测技术正走向应用的新阶段,加上已经建立的全球大量的地基GPS观测网,它们不仅为电离层动力学模式研究提供了丰富的电离层资料,而且为电离层预报提供了很好基础。因此,电离层天气预报成为当前重要的、前瞻性的研究方向,电离层资料同化是电离层预报最重要的研究内容之一。该文系统介绍这方面国际动态,重点是美国的USC/JPL和犹他州大学开展全球电离层同化模型研究、全球电离层同化研究的进展,以及在电离层天气预报中应用的初步成果。  相似文献   

基于惯导/天文高精度定姿方法     

杨生  孙付平  陈坡  秦士琨 《测绘学院学报》2009,(2)

研究了利用惯性导航系统与天文导航系统进行组合定姿的方法;构造了惯导/天文组合导航系统的状态方程和量测方程;采用卡尔曼滤波技术设计了惯导/天文组合定姿算法。设计飞行器的典型飞行轨迹,通过数学仿真对该算法的有效性进行了验证。结果表明,天文导航能够有效地补偿惯性导航因陀螺漂移带来的误差,非常适用于飞行器的高精度定姿。  相似文献