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庄世宇: 作品数：19 被引量：351H指数：9; 供职机构：中国气象科学研究院更多>>; 发文基金：国家自然科学基金国家科技重大专项国家重点基础研究发展计划更多>>; 相关领域：天文地球自动化与计算机技术电子电信更多>>

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GRAPeS三维变分同化系统的理想试验被引量：121: 2004年; 文中介绍了一种新的、适合格点模式的三维变分同化方案GRAPeS 3DVAR。该方案采用相互独立的流函数、非平衡速度势函数、非平衡位势和水汽作为分析变量。通过变量变换对目标函数进行预调节 ,不仅避免了直接计算背景误差协方差逆矩阵的困难 ,而且改善了Hessian矩阵的性状 ,提高了收敛速度。采用EOF分解方法 ,将三维分析变量投影到垂直摸态上 ,分解成为二维场 ;水平方向采用数字 (递归 )滤波器代替矩阵运算 ,实现和简化了方案的求解。此外 ,还考虑了质量场和风场之间的平衡约束关系。理想试验结果表明 ,GRAPeS 3DVAR能够正确地反映多变量之间相互作用关系 ,收敛迅速。; 张华薛纪善庄世宇朱国富朱宗申; 关键词：三维变分同化流函数 GRAPES

Grapes中尺度业务预报系统: 张跃堂陈德辉胡江凯王雨李莉陶士伟王毅涛孙健庄世宇乔林; 根据中国气象局对科研成果向业务转换的需求，由中国气象局数值预报创新基地研发的GRAPES预报模式，从2004年3月开始进入国家气象中心业务环境，进行实时业务的检验和改进。经过源代码移植并开发了实时要素资料检索、质量控制系...; 关键词：; 关键词：中尺度预报

大气反演参数在天气预报中的应用试验被引量：3: 2004年; 研究了西太平洋的热带风暴和陆地上空降水两种天气过程中极轨气象卫星垂直探测仪ATOVS大气反演资料在数值天气预报模式中的应用。开发了一套A TOVS产品可视化系统 ,方便天气预报人员使用ATOVS反演产品 ,有助于及时发现天气系统的三维温度、湿度结构。; 吴雪宝薛纪善张凤英庄世宇黄丽萍张文建; 关键词：ATOVS

适应性观测与集合变换卡尔曼滤波方法介绍被引量：6: 2007年; 给出适应性观测理论和集合变换卡尔曼滤波方法及其研究现状的综述。重点介绍了集合变换卡尔曼滤波方法及其相关的一些问题。在数值预报领域,一种新的途径是利用数值预报系统信息在预报时效内确定出某些区域,如果在这些区域进行补充观测,可以最有效地改进预报技能。这种方法被称为适应性或目标观测,所确定的观测区域称为敏感区,敏感区内增加观测后分析质量将得到改善,对后续的预报技能可产生最大的预期影响。目前适应性观测研究已经成为世界气象组织(WMO)组织的THORPEX计划的一个子计划。集合变换卡尔曼滤波(The Ensemble Transform Kalman Filer,简称ETKF)是一种次优的卡尔曼滤波方案,最早是作为一种适应性观测算法提出的,现在还被用于集合预报初始扰动的生成。ETKF方法不仅可以同化观测资料,而且可以估计出观测对预报误差的影响。它与其它集合卡尔曼滤波方案不同之处在于:ETKF利用集合变换和无量纲化的思想求解与观测有关的误差协方差矩阵,可以快速估计出不同附加观测造成的预报误差协方差的减少量,预报误差减少最多的一组观测所对应的区域就是所寻找的敏感区。; 田伟红庄世宇

半拉格朗日方法在全球原始方程模式中的实现被引量：1: 1998年; 简单介绍了半拉格朗日平流方案的基本概念，并详细总结了其在全球原始方程模式，特别是在ＩＦＳ模式中的具体实现过程。拉格朗日平流的观点是跟着流体质点看流体运动，其实现的关键是流体轨迹的计算。轨迹中点和起始点水平坐标的求得可以利用球面三角，直接在球极坐标中进行，并采用一些较高的近似。为了充分获得半拉格朗日方案的益处，在起始点的内插公式其阶数至少应在四阶（三次）以上，为避免昂贵的三维三次内插，可以采用三维“准三次”内插。; 陈起英庄世宇金之雁; 关键词：原始方程模式

ETKF方法在区域集合预报中的初步应用被引量：12: 2008年; 理论上,集合卡尔曼变换(ETKF——The Ensemble Trans form Kalman filter)方法产生的集合扰动在观测空间具有等概率分布的特征,这一特点恰好可以弥补业务集合预报中常用的初值生成方法——Breeding方法的不足。依据ETKF理论和方法,利用GRAPES-Meso中尺度模式建立了简单的基于ETKF的中尺度集合预报试验平台,并选取2005年11月8—12日出现的一次降雨过程进行集合预报试验,旨在研究ETKF方法用于集合预报时,对随时间变化的区域非线性系统,在有限集合数的条件下的特征。试验结果揭示了利用ETKF方法进行实际区域模式下集合预报的可行性及其一些基本性质,并指出试验当中存在的不足及今后研究的重点。; 田伟红庄世宇

GRAPES地面风场同化方案研究被引量：5: 2008年; 随着预报准确度要求以及同化分析循环周期的缩短,具有高时空分辨率的地面观测资料在同化系统中也越来越受到重视,而且一个好的资料同化系统应该能够给出模式近地面动力、热力和湿度状况的合理分析。利用GRAPES区域同化预报系统(GRAPES——Global and Regional Assimilation and Prediction Enhanced System),在近地层Monin_Obukhov相似理论的基础上,考虑了边界层的动力和湿热力约束,建立新的地面风场观测算子。将此新方案与目前GRAPES系统使用的三次样条插值的地面同化方案进行高度场预报试验、统计试验以及降水预报的TS评分比较,结果表明,加入新方案地面风场资料同化后,预报效果和对降水的预报能力都比旧方案有所提高。; 丁杨庄世宇顾建峰

多普勒雷达风场信息变分同化的试验研究被引量：58: 2005年; 文中试验研究了一个在三维变分框架中直接同化多普勒天气雷达信息,获取雷达覆盖范围内大气风场的技术方案。径向风速是多普勒天气雷达数据中可直接被三维变分同化系统用来反演大气风场的唯一信息。由于风矢量有二或三个分量,径向风速作为风矢量的一个分量,不能为反演风矢量提供足够的信息。如果三维变分同化系统仅仅同化径向风速,所存在的不确定性将可能会给所反演的风场带来错误。文中提出的方案,不仅同化雷达径向风速,还同化雷达回波的移动信息,其关键是将雷达回波强度时空变化转换成一个新的雷达观测变量———雷达“视风速”。由于“视风速”是包含风场信息的变量,这在三维变分同化系统中增加了风场探测信息。通过联合利用“视风速”和径向风速,由单一径向风速确定风矢量所带来的不确定性可以被克服。使用中国气象科学研究院数值预报研究中心开发的三维变分同化系统(GRAPES-3Dvar)和广东省新一代天气雷达的监测资料进行了实例试验,结果表明本技术方案能够对获取大气系统结构是有用和有效的,也可用于形成模式初始场,这对中尺度天气预报是有作用的。; 万齐林薛纪善庄世宇; 关键词：变分同化多普勒雷达雷达回波强度大气风场风矢量风场探测

三维变分分析的后处理方案设计: 万丰庄世宇伍湘君; 文献传递

探空气球漂移及其对数值预报影响的研究被引量：32: 2005年; 为了考察探空资料随高度的漂移对高分辨率数值预报模式的影响,充分发掘探空资料的应用价值,根据探空资料的探测原理,设计定位方案,计算出了各气压层上探空气球所处的实际位置。对位置订正前后的资料分别用3D-VAR系统进行同化,将同化结果作为WRF模式的初始场进行数值预报并对预报效果进行对比分析。结果表明:探空气球在施放过程中的漂移距离远远超过目前数值模式可取的水平分辨率;所设计的探空气球定位方案对水平分辨率为10km×10km的数值预报模式基本是可用的;总的来讲,位置订正对分析增量场的改变与原分析增量场相比小一个量级。模式预报结果显示,探空资料的定位使降水预报效果得到了改善。研究表明,将各气压层上探空资料订正到实际位置对高分辨率数值预报模式的预报效果有一定程度的正面影响,但仍需要更多的个例来验证。; 刘红亚薛纪善沈桐立庄世宇朱国富; 关键词：探空资料 3D-VAR 数值预报模式探空气球水平分辨率定位方案

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