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国家自然科学基金(40518001)

作品数:6 被引量:176H指数:5
相关作者:薛纪善庄照荣徐海明陆维松马旭林更多>>
相关机构:中国气象科学研究院南京信息工程大学国家卫星气象中心更多>>
发文基金:国家自然科学基金国家科技支撑计划江苏省“六大人才高峰”高层次人才项目更多>>
相关领域:天文地球更多>>

文献类型

  • 6篇期刊文章
  • 1篇会议论文

领域

  • 7篇天文地球

主题

  • 4篇GRAPES
  • 3篇同化
  • 2篇云微物理
  • 2篇三维变分
  • 2篇数值天气预报
  • 2篇资料同化
  • 2篇微物理
  • 2篇雷达
  • 2篇雷达资料
  • 2篇个例
  • 2篇个例试验
  • 2篇反射率因子
  • 2篇变分同化
  • 2篇3DVAR
  • 1篇对流参数化
  • 1篇中尺度
  • 1篇中尺度模式
  • 1篇三维变分同化
  • 1篇数值模拟
  • 1篇数值预报模式

机构

  • 5篇中国气象科学...
  • 4篇南京信息工程...
  • 2篇上海市气象局
  • 1篇国家卫星气象...

作者

  • 5篇薛纪善
  • 2篇庄照荣
  • 2篇刘红亚
  • 2篇徐海明
  • 1篇庄世宇
  • 1篇何金海
  • 1篇马旭林
  • 1篇刘艳
  • 1篇邓华
  • 1篇陆维松
  • 1篇刘志权
  • 1篇顾建峰

传媒

  • 2篇气象学报
  • 1篇科学通报
  • 1篇热带气象学报
  • 1篇Advanc...
  • 1篇Scienc...
  • 1篇中国气象学会...

年份

  • 1篇2012
  • 1篇2010
  • 1篇2009
  • 4篇2008
6 条 记 录,以下是 1-7
排序方式:
3DVAR同化雷达资料暴雨个例试验
本文采用我国新一代数值预报模式(GRAPES)及其同化系统开展雷达资料的三维变分(3DVAR)同化和数值模拟研究。通过一次暴雨个例的对比试验得到以下结论:不考虑垂直运动影响的情况下,同化Doppler雷达径向风资料可以增...
刘红亚薛纪善徐海明顾建峰
关键词:三维变分反射率因子
文献传递
Scientific design and preliminary results of three-dimensional variational data assimilation system of GRAPES被引量:33
2008年
The scientific design and preliminary results of the data assimilation component of the Global-Regional Prediction and Assimilation System (GRAPES) recently developed in China Meteorological Administration (CMA) are presented in this paper. This is a three-dimensional variational (3DVar) assimilation system set up on global and regional grid meshes favorable for direct assimilation of the space-based remote sensing data and matching the frame work of the prediction model GRAPES. The state variables are assumed to decompose balanced and unbalanced components. By introducing a simple transformation from the state variables to the control variables with a recursive or spectral filter, the convergence rate of iteration for minimization of the cost function in 3DVar is greatly accelerated. The definition of dynamical balance depends on the characteristic scale of the circulation considered. The ratio of the balanced to the unbalanced parts is controlled by the prescribed statistics of background errors. Idealized trials produce the same results as the analytic solution. The results of real data case studies show the capability of the system to improve analysis compared to the traditional schemes. Finally, further development of the system is discussed.
XUE JiShanZHUANG ShiYuZHU GuoFuZHANG HuaLIU ZhiQuanLIU YanZHUANG ZhaoRong
关键词:数值天气预报气象学气象分析
GRAPES非静力数值预报模式的三维变分资料同化系统的发展被引量:70
2009年
为了减少分析变量与模式状态变量之间的插值误差,改善业务预报模式的初值质量,在GRAPES等压面三维变分资料同化系统的基础上,研究发展了针对GRAPES区域模式的非静力模式变量三维变分资料同化系统(GRAPES m3DVAR)。该资料同化系统的垂直坐标及其分析变量的水平分布格式、垂直跳点方案与GRAPES预报模式保持完全一致。由于垂直坐标的变化和非静力关系,m3DVAR分析系统中设计了求解动力学约束方程的新方案。通过有效的高精度数学方案,避免了地形追随坐标下平衡方程的非线性项造成的复杂计算,有效解决了非静力平衡条件下求解平衡方程中非线性项的切线性方程和伴随方程引起的困难。重新构造各种观测算子,并考虑了质量场和风场之间的平衡约束关系、背景误差协方差结构,实现对探空、地面资料、船舶报等常规观测的同化。理想单点试验和实际资料的多变量资料同化分析结果表明,非静力模式变量三维变分资料同化系统能够正确地描写多变量之间的相互作用以及物理约束关系,分析结果合理,能够有效减少原等压面三维变分资料同化系统的分析与模式变量之间需要相互插值、变换产生的误差,在一定程度上提高了分析场质量,对预报模式的初值具有一定改善。
马旭林庄照荣薛纪善陆维松
关键词:GRAPES非静力模式资料同化
Radar Data Assimilation of the GRAPES Model and Experimental Results in a Typhoon Case被引量:3
2012年
Constructing β-mesoscale weather systems in initial fields remains a challenging problem in a mesoscale numerical weather prediction (NWP) model. Without vertical velocity matching the β-mesoscale weather system, convection activities would be suppressed by downdraft and cooling caused by precipitating hydrom- eteors. In this study, a method, basing on the three-dimensional variational (3DVAR) assimilation technique, was developed to obtain reasonable structures of β-mesoscale weather systems by assimilating radar data in a next-generation NWP system named GRAPES (the Global and Regional Assimilation and Prediction System) of China. Single-point testing indicated that assimilating radial wind significantly improved the horizontal wind but had little effect on the vertical velocity, while assimilating the retrieved vertical velocity (taking Richardson's equation as the observational operator) can greatly improve the vertical motion. Ex- periments on a typhoon show that assimilation of the radial wind data can greatly improve the prediction of the typhoon track, and can ameliorate precipitation to some extent. Assimilating the retrieved vertical velocity and rainwater mixing ratio, and adjusting water vapor and cloud water mixing ratio in the initial fields simultaneously, can significantly improve the tropical cyclone rainfall forecast but has little effect on typhoon path. Joint assimilating these three kinds of radar data gets the best results. Taking into account the scale of different weather systems and representation of observational data, data quality control, error setting of background field and observation data are still requiring further in-depth study.
刘红亚薛纪善顾建峰徐海明
GRAPES新一代全球/区域变分同化系统研究被引量:58
2008年
概要叙述了新发展的全球与区域同化预报系统的资料同化部分的科学设计与初步试验的结果.本阶段的目标设定为建立可以直接同化卫星辐射率等遥感观测资料的系统框架,采用三维变分同化方法,并实现全球与区域一体化.为了与预报模式一致,分析变量定义在离散格点上.将分析变量分解为动力平衡与不平衡两个部分,并引入递归滤波或谱变换滤波进行变量变换,得到与分析变量相异的控制变量,它们使目标函数的极小化过程的性状得以大大改善.而平衡关系的选择可以根据分析变量的尺度特征来确定,其在总分析方差中所占的比例则由背景场的误差方差所控制.理想试验的结果与解析求解一致,表明了系统数值方案的正确性.利用实际观测资料进行连续同化试验,结果表明即使在使用常规资料条件下,变分同化方案与过去通行的同化方案相比也有突出的优势.最后讨论了系统进一步发展的问题.
薛纪善庄世宇朱国富张华刘志权刘艳庄照荣
关键词:GRAPES资料同化变分数值天气预报
GRAPES中尺度模式中不同对流参数化方案模拟对流激发的研究被引量:27
2008年
针对GRAPES中尺度数值模式的三种积云对流参数化方案,对华南2005年6月17~25日的降水过程进行模拟,研究了不同参数化方案中对流激发的时间和空间特征,讨论对流的激发状态和预报降水量的关系以及模式预报降水偏少的可能原因。21日的24小时降水量模拟结果显示,总体上雨带与实况接近,但中尺度暴雨中心位置不同。各方案的初始对流激发的状态及演变存在显著不同,并与各自24小时模拟降水量的分布和雨量紧密相关;同时预报对流激发的时间也不同。综合来看,SAS方案能较好地模拟对流的触发,但激发的降水在实况出现小雨和大雨的时段没有太大的区别。用KFETA方案探讨模拟降水偏少的可能原因之一是,对流层中层垂直速度偏小。
邓华薛纪善徐海明何金海
关键词:GRAPES中尺度模式数值模拟积云对流参数化
三维变分同化雷达资料暴雨个例试验被引量:15
2010年
采用中国新一代数值预报模式及其同化系统开展雷达资料的三维变分同化和数值模拟研究。通过一次暴雨个例的对比试验,结果表明:不考虑垂直运动影响的情况下,仅同化多普勒雷达经向风资料可以增加初始场中的中小尺度系统信息,并在一定程度上改善预报开始阶段的降水;同化由反射率因子导出的垂直速度、雨水混合比并令上升区饱和,可以较大改善降水预报结果;联合同化径向速度和反射率因子资料将得到它们的共同影响。模拟的β中尺度对流系统6 h的演变过程与观测十分一致,基本消除了旋转加强现象。发展旺盛阶段的对流单体南北方向范围约50km,最大上升速度位于500hPa附近,超过3.0m/s;雨水最大含量在400 hPa附近,超过5.0 g/kg;云水最大值位于600 hPa,约0.5 gkg;造成的降水强度可达30mm/h,具有明显β中尺度系统的特征。初始场中水汽是否达到β中尺度降水维持所需条件是至关重要的,如果初始场中水汽条件较差,即使含有云水、雨水、垂直速度的信息,这些信息也会很快消亡,难以维持下去;此外,雷达资料的质量控制也是十分重要的。
刘红亚薛纪善顾建峰徐海明
关键词:三维变分反射率因子
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