全球海浪模式背景误差的静态集合样本构造及其在数据同化和预报中的应用

摘要

本文提出一种最佳静态集合样本的构造方法，利用不同时段内海浪有效波高的模拟偏差构造静态集合样本，并将其与由模拟结果和观测资料统计的模式误差进行概率密度分布及时空相关性分析，结果表明24h间隔有效波高偏差与后者的相关性最好，称为最佳静态集合样本，可用于近似背景误差。基于上述最佳静态集合样本，对背景误差相关结构进行统计分析。将所构造的静态集合样本应用于滤波同化调整过程，采用MASNUM海浪模式，利用Jason-1卫星高度计数据，开展了全球海域海浪同化实验，实验结果表明，基于最佳静态集合样本的海浪同化调整，可以有效的改善海浪模式的模拟效果。最后利用上述海浪资料同化模块开展三组海浪数值预报实验，将模式预报结果与NDBC浮标资料和卫星高度计资料进行对比，实验结果表明，基于最佳静态集合样本的海浪数据同化有效地提高了海浪数值模式的预报能力。

目录

声明

摘要

第一章 引言

1．1 海浪数值模拟和预报概述

1．1．1 海浪数值模型

1．1．2 海浪模式发展历程

1．1．3 国内海浪数值模拟研究进展

1．2 海浪资料同化概述

1．2．1 海浪资料同化国内外现状

1．2．2 海浪资料同化方法概述

1．2．3 海浪资料同化中的热点问题

1．3 本文主要研究内容

第二章 静态集合样本的构造

2．1 MASNUM海浪模式简介

2．2 构造方法和理论基础

2．3 关键过程研究(时间间隔的确定)

2．4 静态集合样本统计性质检验

第三章 海浪模式背景误差协方差矩阵统计分析

3．1 圆形近似B统计估计和特征分析

3．2 椭圆形近似B统计估计和特征分析

3．3 各向异性B统计估计和特征分析

第四章 海浪模式同化模型及同化实验

4．1 同化模型设计

4．2 同化实验设计

4．3 实验结果分析

第五章 海浪模式资料同化预报实验

5．1 预报实验设计

5．2 实验结果分析

5．2．1 全场检验

5．2．2 单点检验

第六章 结论与展望

6．1 本文主要结论

6．2 后续工作展望

参考文献

附录 海浪资料同化常用卫星资料简介

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