检索结果-内蒙古大学图书馆

海洋气象学报 2018年第1期38卷 1-9页

作者：张星穆穆王强张坤青岛市黄岛区气象局山东青岛266400 复旦大学大气科学研究院上海200433 中国科学院海洋研究所山东青岛266071

对近年来利用条件非线性最优扰动(Conditional Nonlinear Optimal Perturbation,CNOP)方法开展的黑潮目标观测研究进行了总结,主要包括日本南部黑潮路径变异的目标观测研究、黑潮延伸体模态转变的目标观测研究和源区黑潮流量变化的目标... 详细信息

对近年来利用条件非线性最优扰动(Conditional Nonlinear Optimal Perturbation,CNOP)方法开展的黑潮目标观测研究进行了总结,主要包括日本南部黑潮路径变异的目标观测研究、黑潮延伸体模态转变的目标观测研究和源区黑潮流量变化的目标观测研究。通过计算这些事件的CNOP型扰动,发现这些事件的CNOP型扰动具有局地特征,可以作为实施目标观测的敏感区。理想回报试验结果表明,如果在由CNOP方法识别的敏感区内实施目标观测,则会大幅度提高上述事件的预报技巧。

关键词：目标观测条件非线性最优扰动方法黑潮

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条件非线性最优扰动在长江中下游地区高影响天气适应性观测研究中的应用

条件非线性最优扰动在长江中下游地区高影响天气适应性观测研究中...

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作者：刘段灵南京信息工程大学

学位级别：硕士

为了提高长江中下游地区高影响天气的预报技巧,本文分别基于干能量范数和降水误差范数条件,利用条件非线性最优扰动(CNOP)方法,对长江中下游地区冬季暴雨个例(高影响天气事件)进行适应性观测研究,详细分析了在长江中下游地区冬季暴雨个... 详细信息

为了提高长江中下游地区高影响天气的预报技巧,本文分别基于干能量范数和降水误差范数条件,利用条件非线性最优扰动(CNOP)方法,对长江中下游地区冬季暴雨个例(高影响天气事件)进行适应性观测研究,详细分析了在长江中下游地区冬季暴雨个例研究中计算所得条件非线性最优扰动的结构,以及所定义敏感性区域的一些特征。然后通过观测系统模拟试验(OSSE)检验了基于不同范数条件下的CNOP方法所确定的敏感性区域的有效性和可行性,并进一步分析了验证区24小时降水预报效果改善与否的原因。本文的主要研究结果如下： 1、通过分析两种范数条件下计算所得的CNOP的结构发现,CNOP的水平结构具有局地性特征。而在垂直方向上呈现出明显的斜压结构特征,这种斜压结构可以部分解释条件非线性最优扰动快速发展的原因。 2、采用不同范数计算所得的CNOP结构有一定的差别。另外,利用CNOP方法确定的敏感性区域也有明显的区别,即CNOP方法识别的敏感性区域对度量范数存在一定的依赖性。 3、通过在由基于干能量确定范数和降水误差范数的CNOP方法识别的敏感性区域内修正初始场信息,可以显著改善验证区内24h累积降水预报误差及总能量预报误差。进一步分析表明,通过改善CNOP识别的敏感区内的初始场信息,可以改善初始场的水汽通量场和低层冷空气活动及其演变情况等,从而最终提高验证区内24h降水的预报效果。由此可见,将CNOP方法应用于长江中下游地区高影响天气事件的适应性观测研究是可行的。此外,通过对比分析,基于降水误差确定范数的CNOP方法识别的敏感区效果更佳。

关键词：高影响天气条件非线性最优扰动方法适应性观测观测系统模拟试验

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数值模式在海洋观测设计中的重要作用:回顾与展望

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中国科学：地球科学 2021年第5期51卷 653-665页

作者：张坤穆穆王强中国科学院海洋研究所海洋环流与波动重点实验室青岛266071 中国科学院海洋大科学研究中心青岛266071 青岛海洋科学与技术试点国家实验室青岛266237 复旦大学大气与海洋科学系/大气科学研究院上海200438 中国气象局-复旦大学海洋气象灾害联合实验室上海200438 珠海复旦创新研究院海气系统监测与预测创新中心珠海518057 河海大学自然资源部海洋灾害预报技术重点实验室南京210098 河海大学海洋学院南京210098

观测在海洋科学发展中起着非常重要的作用,数值模式是海洋观测设计的重要工具.本文首先介绍了当前海洋观测设计研究的现状,着重阐述了使用数值模式进行观测设计的发展历史与优越性;随后,以基于条件非线性最优扰动方法的目标观测在提高... 详细信息

观测在海洋科学发展中起着非常重要的作用,数值模式是海洋观测设计的重要工具.本文首先介绍了当前海洋观测设计研究的现状,着重阐述了使用数值模式进行观测设计的发展历史与优越性;随后,以基于条件非线性最优扰动方法的目标观测在提高黑潮预报技巧中的应用为例,展示了利用数值模式进行观测优化设计的有效性.在此基础上,作者对该领域的进一步发展进行了展望,提出了建议,指出应优先使用观测系统模拟试验验证目标观测敏感区的有效性,并采用多模式策略处理观测设计中的模式依赖性问题.此外,作者还强调了针对模式参数与海洋气候平均态进行观测优化设计的必要性.

关键词：观测设计数值模式目标观测条件非线性最优扰动方法

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黑潮入侵南海的可预报性问题研究

黑潮入侵南海的可预报性问题研究

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作者：梁朋中国科学院大学(中国科学院海洋研究所)

学位级别：博士

黑潮入侵南海是一种发生于吕宋海峡附近的重要物理现象,它对于南海东北部各尺度的动力过程均有着很强的调制作用。本论文主要基于Regional Ocean Modeling System(ROMS)海洋模式以及条件非线性最优扰动(CNOP)方法,从最优前期征兆(OPR)... 详细信息

黑潮入侵南海是一种发生于吕宋海峡附近的重要物理现象,它对于南海东北部各尺度的动力过程均有着很强的调制作用。本论文主要基于Regional Ocean Modeling System(ROMS)海洋模式以及条件非线性最优扰动(CNOP)方法,从最优前期征兆(OPR)和最快增长初始误差(OGIE)两个角度研究了黑潮入侵南海的可预报性问题。研究结果表明,黑潮入侵南海的最优前期征兆位于吕宋海峡南部的海洋上层400米之内,其中海表面高度和海洋内部温度扰动为正值,速度扰动呈顺时针旋转,这些扰动特征均表现为反气旋式中尺度涡的结构。将这种反气旋式扰动叠加到参考态中之后,它可以通过正压不稳定过程从参考态吸收能量并且迅速发展。与此同时,它还会沿着黑潮路径向西北方向运动,并使得吕宋海峡处的黑潮持续向西移动,逐渐形成反气旋式弯曲,最终触发了黑潮入侵南海。这种反气旋式扰动对于黑潮入侵南海的触发作用在HYCOM再分析数据以及AVISO卫星遥感数据中得到了证实。另一方面,我们计算得到了黑潮入侵南海预报中的两类最快增长初始误差,这两类初始误差同样位于吕宋海峡南部,在第一类误差中,海表面高度和海洋内部温度误差为负,海洋上层的速度误差呈逆时针旋转,此类误差具有气旋式结构,并最终使得预报的黑潮入侵南海幅度偏小,第二类误差的空间结构与第一类相反,具有反气旋式中尺度涡结构,并最终造成了预报的黑潮入侵南海幅度偏大。两类最快增长初始误差的发展机制与最优前期征兆相类似,这也决定了最快增长初始误差和最优前期征兆之间较高的相似性。最后,我们依据这两类初始误差的空间结构识别了黑潮入侵南海预报的目标观测敏感区。并基于所识别的敏感区以及观测系统模拟试验对于目标观测的效果进行了评估。结果表明,在所识别的敏感区内进行目标观测,可以减小海洋初始场中的误差,进而有效的提高了黑潮入侵南海预报的准确性。

关键词：黑潮入侵南海 ROMS模式条件非线性最优扰动方法最优前期征兆最快增长初始误差目标观测

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