耦合地表信息控制变量的微波湿度计资料混合同化方法技术

技术编号:45020400 阅读:35 留言:0更新日期:2025-04-18 17:03
本发明专利技术公开一种耦合地表信息控制变量的微波湿度计资料混合同化方法,在混合同化系统中加入集合扰动部分的地表信息控制变量;利用短时集合预报得到一组集合预报场,计算拓展的地表变量集合扰动,得到地表信息的流依赖背景误差信息;基于引入的地表信息控制变量,构建地表变量与大气变量的分析增量不同形式,使得两者均受地表信息的流依赖背景误差信息直接影响;基于耦合地表信息控制变量的混合同化方法,进行微波湿度计的资料同化。本发明专利技术通过引入地表信息控制变量影响和优化了其他大气变量,对模式变量信息进行更新和优化从而得到更好的分析场,提升了卫星资料的利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种耦合地表信息控制变量的微波湿度计资料混合同化方法,属于数值模拟与资料同化。


技术介绍

1、在现代数值天气预报和气候预测中,地表信息作为地表-大气相互作用的关键要素,直接影响着地表能量、水分交换以及边界层过程的演变。地表湿度、温度、土壤湿度等地表信息对天气系统的形成和发展有着重要作用。例如,地表湿度影响着地表蒸发和潜热通量的强度,是对流和降水触发的关键因素;土壤湿度和地表温度影响着地表感热通量和局地大气稳定性,进一步调节大气环流和天气系统的发展。关于地表信息在天气和气候系统中的应用研究还是主要集中在利用海洋表面的观测数据。卫星观测到的亮温(tb)对海洋及陆地表面参数(如海面、地表温度和风速)以及大气信息(如水汽、云层和降水)具有高度敏感性。对于卫星资料同化中的地表信息的应用研究还有待开发。传统同化系统对卫星资料同化中地表湿度等近地面变量关注不足,难以全面反映地表过程的动态特征,导致其在分析场中的表征精度较低。同时,传统的控制变量设置(如温度、湿度和风场)通常忽略了地表信息与大气信息之间的相互作用,削弱了地表信息在同化系统中的影响力。

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【技术保护点】

1.一种耦合地表信息控制变量的微波湿度计资料混合同化方法,其特征在于,包括如下内容:

2. 根据权利要求1所述的耦合地表信息控制变量的微波湿度计资料混合同化方法,其特征在于,所述S1中,在混合同化系统中加入集合扰动部分的地表信息控制变量,拓展了集合流依赖部分的控制变量,拓展后的集合扰动变量为:

3.根据权利要求1所述的耦合地表信息控制变量的微波湿度计资料混合同化方法,其特征在于,所述S2中,在随机扰动生成集合成员的基础上,利用短时集合预报得到一组集合预报场;通过计算集合预报场中各集合成员变量的集合平均值和标准差得到变量的集合扰动信息;然后计算拓展的地表变量集合扰动...

【技术特征摘要】

1.一种耦合地表信息控制变量的微波湿度计资料混合同化方法,其特征在于,包括如下内容:

2. 根据权利要求1所述的耦合地表信息控制变量的微波湿度计资料混合同化方法,其特征在于,所述s1中,在混合同化系统中加入集合扰动部分的地表信息控制变量,拓展了集合流依赖部分的控制变量,拓展后的集合扰动变量为:

3.根据权利要求1所述的耦合地表信息控制变量的微波湿度计资料混合同化方法,其特征在于,所述s2中,在随机扰动生成集合成员的基础上,利用短时集合预报得到一组集合预报场;通过计算集合预报场中各集合成员变量的集合平均值和标准差得到变量的集合扰动信息;然后计算拓展的地表变量集合扰动信息;通过计算成员间各变量的平均值和标准差,定量表征地表变量在集合成员中的离散程度,用于直接量化不同空间位置和时刻的地表变量不确定性;基于平均值和标准差的计算结果,得到流依赖背景误差信息,能够动态反映地表变量误差随天气系统演变的时空变化特征;计算地表信息平均值和标准差的公式如下:

【专利技术属性】
技术研发人员:沈菲菲袁小林许冬梅孙溦王易郭雅凯束艾青赵若楠
申请(专利权)人:南京信息工程大学
类型:发明
国别省市:

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