张洪芹
- 作品数：8 被引量：3H指数：1
- 供职机构：中国科学院大气物理研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：天文地球环境科学与工程更多>>
- 数值天气预报方法、装置、计算机存储介质及电子设备
- 本发明公开了一种数值天气预报方法、装置、计算机存储介质及电子设备，属于天气预报领域。该方法首先由输入气象数据经过数值预报模式得到状态向量的先验值，同时构造一组状态向量的集合样本；将先验状态向量以及集合样本输入到观测算子，...
- 张洪芹田向军金哲
- 文献传递
- 不同陆地生态系统碳通量对GEOS-Chem模型模拟全球CO2浓度的影响
- 2019年
- 大气中CO2含量的增加速率已经超过了自然界所能吸收的速度,并逐步影响到全球气候变暖。利用模型模拟分析已经成为一个重要的工具用以深入对碳循环的理解。本文使用2008~2010年的生物模型SiB3(Simple Biosphere version 3)与优化后的CT2016(Carbon Tracker 2016)陆地生态系统碳通量驱动GEOS-Chem大气化学传输模型模拟全球CO2浓度。通过分析模拟CO2浓度的空间分布与季节变化,加深对全球碳源汇分布特点的理解,探究陆地生态系统碳通量不确定性对模拟结果的影响,进而认识陆地生态系统碳通量反演精度提升的重要性。SiB3与优化后的CT2016陆地生态系统碳通量都具有明显的季节变化,但在欧洲地区碳源汇的表现相反,其全球总量与空间分布也存在极大的不确定性。模拟CO2浓度结果表明:在人为活动较少地区,陆地生态系统碳通量对近地面CO2浓度空间分布起主导作用,尤其在南半球和欧洲地区模拟浓度有明显差异,且两种模拟结果的季节差异依赖于陆地生态系统碳通量的季节变化。将模拟结果与9个观测站点资料进行对比,以期选用合适的陆地生态系统碳通量来提升GEOS-Chem模拟CO2浓度的精度。实验结果表明:两种模拟结果均能较好的模拟CO2浓度的季节变化及其峰谷值,但CT2016模拟的CO2浓度在多数站点处更接近观测资料,模拟准确性更高。
- 张珊田向军陈权亮韩锐张洪芹张璐
- 关键词：CO2浓度
- 非线性集合四维变分同化方法NLS-4DVar之局地化改进被引量：2
- 2016年
- 四维变分同化可利用同化窗口内所有可能的观测信息优化大气、海洋模式的初始场,从而极大地提高大气、海洋模式模拟性能,而作为4DVar标准算法的伴随方法始终无法避免繁琐与复杂的预报模式伴随方程的编程、维护以及更新。为避免伴随模式的使用,集合四维变分方法,4DEnVar方法被逐渐开发,为4DVar的求解提供了一种便捷的途径。4DEnVar一般通过局地化过程消除样本不足所造成的虚假相关,而局地化方案的不同也必然会影响到其最终的同化效果。本文将一种集合样本扩展的局地化方案引入到基于Gaussian-Newton迭代算法的非线性集合四维变分同化方法NLS-4DVar中,从而避免了原算法中为进行局地化过程而额外需要的线性化假设,使得算法收敛更稳定。另外,通过将原Gaussian-Newton迭代序列进行变形、避免了矩阵的直接求逆,极大地提高了同化算法的计算效率。利用非线性动力模型Lorenz-96所开展的观测系统模拟试验表明:采用新的样本扩展型局地化方案的NLS-4DVar算法,其同化精度略优于NLS-4DVar原始算法,由于避免了矩阵的直接求逆,其计算效率反而有所提高,同化所需时间有所降低,对于大气与海洋数据同化领域的应用具有极大的潜力。
- 张洪芹田向军张承明
- 关键词：共轭梯度法
- 二氧化碳柱浓度的反演方法、装置、存储介质及电子设备
- 本发明提供了一种二氧化碳柱浓度的反演方法、装置、存储介质及电子设备，其中，该方法包括：获取目标大气数据和历史大气数据，确定先验状态向量、观测光谱、样本状态向量和模拟光谱；确定反演模型的代价函数，基于非线性最小二乘四维变分...
- 田向军金哲张洪芹
- 文献传递
- 基于中国大气反演系统的卫星CO_(2)数据同化对全球碳收支的评估被引量：1
- 2023年
- 卫星CO_(2)浓度观测可以对地表碳通量反演提供重要约束,尤其在地面观测覆盖不佳的区域.文章使用自主研发的中国大气反演系统,利用OCO-2(Orbiting Carbon Observatory-2)卫星CO_(2)柱浓度观测估算了2015~2019年全球CO_(2)源汇分布,并与其他五个先进反演系统的结果进行了对比.通过同化卫星CO_(2)观测,反演得到的全球净陆地碳汇(净生物群系生产力, net biome productivity, NBP)为(1.03±0.39)PgC a^(-1),低于地面观测反演得到的结果(1.46~2.52PgC a^(-1)).文章估算的北半球陆地碳汇为1.30PgC a^(-1),热带陆地为碳源,碳释放量为0.26PgC a^(-1),结果与其他独立证据相符.相较之下,其他系统反演出的北半球陆地碳汇较强(1.44~2.78PgC a^(-1)),而对热带碳通量的估算存在较大分歧,估算范围为0.77~-1.26PgC a^(-1).在2015~2016年厄尔尼诺事件发生期间,热带陆地是导致全球CO_(2)浓度增长率升高的主要地区.与此同时,北半球热带外地区的碳吸收高于正常年份,这与同期北半球的大幅绿化吻合,该区域较大的碳吸收部分抵消了同期热带地区的碳释放.而大部分基于地面观测的反演并未发现厄尔尼诺发生期间北半球热带外地区碳吸收较强,因而得到的全球净碳释放量高于本研究.基于卫星观测的反演有助于加深对北半球和热带陆地碳通量分配的理解,文章还指出北半球热带外地区在2015~2016年厄尔尼诺事件发生期间是一个异常强的碳汇.
- 金哲汪涛张洪芹汪宜龙丁金枝田向军
- 关键词：碳循环厄尔尼诺
- 非线性集合四维变分同化方法NLS-4DVar之局地化改进
- 四维变分同化可利用同化窗口内所有可能的观测信息优化大气、海洋模式的初始场,从而极大地提高大气、海洋模式模拟性能,而作为4DVar标准算法的伴随方法始终无法避免伴随模式使用所带来的避免繁琐与复杂的预报模式伴随方程的编程、维...
- 张洪芹田向军
- 关键词：数据同化
- 文献传递
- 数值天气预报方法、装置、计算机存储介质及电子设备
- 本发明公开了一种数值天气预报方法、装置、计算机存储介质及电子设备，属于天气预报领域。该方法首先由输入气象数据经过数值预报模式得到状态向量的先验值，同时构造一组状态向量的集合样本；将先验状态向量以及集合样本输入到观测算子，...
- 张洪芹田向军金哲
- 文献传递
- 二氧化碳柱浓度的反演方法、装置、存储介质及电子设备
- 本发明提供了一种二氧化碳柱浓度的反演方法、装置、存储介质及电子设备，其中，该方法包括：获取目标大气数据和历史大气数据，确定先验状态向量、观测光谱、样本状态向量和模拟光谱；确定反演模型的代价函数，基于非线性最小二乘四维变分...
- 田向军金哲张洪芹
- 文献传递
