台风强对流天气卫星风资料同化相关问题研究

目录

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第一章 绪论

1.1 论文研究背景

1.2 台风强对流天气风资料同化相关问题的研究现状

1.2.1 卫星观测稀疏化方法的研究现状

1.2.2 卫星观测资料质量控制的研究现状

1.2.3 具有流依赖特性的同化方法研究现状

1.2.4 考虑观测误差协相关的同化研究现状

1.3 论文的主要工作与创新

1.4 论文结构

第二章 台风强对流区测风观测

2.1 常规测风手段

2.1.1 下投式探空仪

2.1.2 步进式频率微波辐射计

2.2 遥感卫星测风

2.2.1 微波散射计

2.2.2 微波辐射计

2.2.3 星载合成孔径雷达

2.2.4 微波高度计

2.2.5 CYGNSS

2.2.6 星载激光雷达

2.2.7 卫星导风

2.2.8 AMSU风场

2.3 多源融合风场

2.3.1 CCMP

2.3.2 MTCSWA

2.4 台风强对流天气测风所面临的挑战

2.4.1 高风条件下散射信号饱和问题

2.4.2 强降水对风速反演的影响

2.4.3 多源测风观测的标定问题

2.5 本章小结

第三章 台风强对流区风场稀疏化技术

3.1 基于风场结构特征的稀疏化

3.1.1 SAR风场同化实验

3.2 基于风场增量特征的稀疏化

3.2.1 超观测

3.2.2 基于特征盒的超观测

3.2.3 基于特征盒超观测的误差特性

3.2.4 ASCAT风场同化实验

3.3 本章小结

第四章 台风强对流区风资料同化的质量控制

4.1 基于高斯分布的质量控制方案的局限性

4.1.1 风矢量常规质量控制方案的局限性

4.1.2 台风强对流区风场质量控制的局限性

4.2 基于Huber模的质量控制方案

4.2.1 Huber模的定义

4.2.2 最优转点的计算

4.2.3 观测资料权重调整

4.3 自适应质量控制方案

4.3.1 观测新息量的组成成分

4.3.2 自适应观测误差调整方案

4.4 同化结果比较

4.4.1 实验设置

4.4.2 实验结果

4.5 本章小结

第五章 基于Hybrid的台风强对流天气风资料同化

5.1 变分同化框架

5.1.1 变分同化的优势

5.1.2 变分同化的局限性

5.1.3 WRFDA平台介绍

5.2 集合卡尔曼滤波框架

5.2.1 集合同化的优势

5.2.2 集合同化的局限性

5.2.3 DART平台介绍

5.3 基于Hybrid的台风强对流天气风资料同化系统设计

5.3.1 基于ETKF-3DVAR的Hybrid同化框架

5.3.2 混合资料同化系统设计

5.4 同化结果比较

5.4.1 实验设置

5.4.2 实验结果

5.5 本章小结

第六章 考虑风分量观测误差自相关的直接同化

6.1 u，v分量的观测误差特性

6.1.1 u，v分量观测误差的另一种解读

6.1.2 u，v分量观测误差协相关

6.2 基于误差相关的风分量的直接同化

6.2.1 基于误差相关风分量直接同化的代价函数

6.2.2 误差膨胀方案

6.3 ASCAT风场同化实验

6.3.1 ASCAT风场数据

6.3.2 实验设置

6.3.3 实验结果

6.4 本章小结

第七章 结论与展望

7.1 主要研究工作及结果

7.2 研究展望

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果