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解析四维集合变分参数优化方法研究
被引量：
1
1
作者
贾彬鹤
李威
梁康壮
《海洋学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第10期61-69,共9页
传统的四维变分数据同化方法在同化观测资料的同时可以对数值模式参数进行优化,然而传统的四维变分方法需要针对不同的数值模式编写特有的伴随模式,因此算法的可移植性差,同时计算时耗费大量资源。本文提出了一种新的基于解析四维集合...
传统的四维变分数据同化方法在同化观测资料的同时可以对数值模式参数进行优化,然而传统的四维变分方法需要针对不同的数值模式编写特有的伴随模式,因此算法的可移植性差,同时计算时耗费大量资源。本文提出了一种新的基于解析四维集合变分的参数优化方法,该方法以迭代搜索得到的模式参数为基准展开扰动并构建样本集合,由此显式地计算协方差矩阵,并得到代价函数极小值的解析解,从而避免了伴随模式的使用。基于Lorenz-63模型对该方法进行单参数和多参数数值试验和优化效果检验,并在不同的同化时间窗口长度和观测采样间隔情况下,采用传统四维变分方法与之进行对比,结果显示,新方法表现出与传统四维变分相同的优化性能,都能有效收敛到真值,而新方法不需要计算伴随模式,可移植性好。本文还测试了不同的集合成员个数和模式参数真值的情况下新方法的同化效果,结果表明,新方法对集合样本个数及模型参数真值不敏感,采用较少的集合样本即可完成数据同化。
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关键词
解析
四维
集合
变
分
参数优化
传统
四维
变
分
Lorenz-63
下载PDF
职称材料
基于解析四维集合变分的全球正压谱模式初始场优化研究
2
作者
郑超旭
李威
+4 位作者
韩桂军
曹力戈
梁康壮
王天傲
周凌峰
《海洋学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期153-163,共11页
解析四维集合变分数据同化方法是一种无需伴随的、完全继承四维变分非线性处理能力的、“流依赖”的非顺序数据同化方法。本研究基于解析四维集合变分,开展全球正压谱模式初始场优化研究,验证解析四维集合变分的同化能力,并构建了高效...
解析四维集合变分数据同化方法是一种无需伴随的、完全继承四维变分非线性处理能力的、“流依赖”的非顺序数据同化方法。本研究基于解析四维集合变分,开展全球正压谱模式初始场优化研究,验证解析四维集合变分的同化能力,并构建了高效的扰动集合成员生成方案,将解析四维集合变分降维到了样本空间,最后检验了解析四维集合变分对同化积分窗口长度和观测采样间隔的敏感性。试验结果表明,解析四维集合变分能优化全球正压谱模式的初始场,降维到样本空间后,只需要80个集合成员就可以取得很好的同化效果,在较长的同化积分窗口和观测采样间隔的条件下也可以达到理想的同化效果。
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关键词
解析
四维
集合
变
分
伴随模式
流依赖
初始场优化
全球正压谱模式
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职称材料
题名
解析四维集合变分参数优化方法研究
被引量：
1
1
作者
贾彬鹤
李威
梁康壮
机构
天津大学海洋科学与技术学院
出处
《海洋学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第10期61-69,共9页
基金
国家自然科学基金(41876014)。
文摘
传统的四维变分数据同化方法在同化观测资料的同时可以对数值模式参数进行优化,然而传统的四维变分方法需要针对不同的数值模式编写特有的伴随模式,因此算法的可移植性差,同时计算时耗费大量资源。本文提出了一种新的基于解析四维集合变分的参数优化方法,该方法以迭代搜索得到的模式参数为基准展开扰动并构建样本集合,由此显式地计算协方差矩阵,并得到代价函数极小值的解析解,从而避免了伴随模式的使用。基于Lorenz-63模型对该方法进行单参数和多参数数值试验和优化效果检验,并在不同的同化时间窗口长度和观测采样间隔情况下,采用传统四维变分方法与之进行对比,结果显示,新方法表现出与传统四维变分相同的优化性能,都能有效收敛到真值,而新方法不需要计算伴随模式,可移植性好。本文还测试了不同的集合成员个数和模式参数真值的情况下新方法的同化效果,结果表明,新方法对集合样本个数及模型参数真值不敏感,采用较少的集合样本即可完成数据同化。
关键词
解析
四维
集合
变
分
参数优化
传统
四维
变
分
Lorenz-63
Keywords
analytical four dimensional ensemble variational data assimilation
parameter optimization
traditional four dimensional variational data assimilation
Lorenz-63
分类号
P456.7 [天文地球—大气科学及气象学]
下载PDF
职称材料
题名
基于解析四维集合变分的全球正压谱模式初始场优化研究
2
作者
郑超旭
李威
韩桂军
曹力戈
梁康壮
王天傲
周凌峰
机构
天津大学海洋科学与技术学院天津市海洋环境与安全保障重点实验室
天津市气象科学研究所天津市海洋气象重点实验室
出处
《海洋学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期153-163,共11页
基金
国家自然科学基金面上项目(42376190)
国家重点研发计划项目(2022YFC3104800,2021YFC3101500)。
文摘
解析四维集合变分数据同化方法是一种无需伴随的、完全继承四维变分非线性处理能力的、“流依赖”的非顺序数据同化方法。本研究基于解析四维集合变分,开展全球正压谱模式初始场优化研究,验证解析四维集合变分的同化能力,并构建了高效的扰动集合成员生成方案,将解析四维集合变分降维到了样本空间,最后检验了解析四维集合变分对同化积分窗口长度和观测采样间隔的敏感性。试验结果表明,解析四维集合变分能优化全球正压谱模式的初始场,降维到样本空间后,只需要80个集合成员就可以取得很好的同化效果,在较长的同化积分窗口和观测采样间隔的条件下也可以达到理想的同化效果。
关键词
解析
四维
集合
变
分
伴随模式
流依赖
初始场优化
全球正压谱模式
Keywords
Analytical Four Dimensional Ensemble Variational
adjoint mode
flow-dependent
initial field optimization
Global Barotropic Model
分类号
P731.23 [天文地球—海洋科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
解析四维集合变分参数优化方法研究
贾彬鹤
李威
梁康壮
《海洋学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021
1
下载PDF
职称材料
2
基于解析四维集合变分的全球正压谱模式初始场优化研究
郑超旭
李威
韩桂军
曹力戈
梁康壮
王天傲
周凌峰
《海洋学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
下载PDF
职称材料
已选择
0
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参考文献
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