刘娟娟
- 作品数：12 被引量：9H指数：2
- 供职机构：中国科学院大气物理研究所更多>>
- 发文基金：国家重点基础研究发展计划公益性行业(气象)科研专项创新研究群体科学基金更多>>
- 相关领域：天文地球文化科学自动化与计算机技术电子电信更多>>
- 一种新的四维变分同化技术及其在暴雨数值模拟中的应用研究
- 刘娟娟
- 关键词：4DVAR降水观测MM5
- 一种新的四维变分同化方法及其在暴雨数值模拟中的应用研究
- 四维变分同化(4DVar)是数值天气预报最有效的初始化方法之一。而伴随技术是目前求解四维变分代价函数最小化问题的一种可行的方法，但是，其巨大的计算量仍然是阻碍四维变分推广应用的主要因素。大规模减少四维变分同化的计算量是一...
- 刘娟娟
- 关键词：数值模拟四维变分同化暴雨降水中尺度对流系统
- 基于历史预报的四维变分资料同化(4DVar)方法中的滤波
- 2011年
- 基于历史预报的四维变分同化方法在降维的样本空间最小化代价函数,避免切线性伴随模式,是一种比较经济的算法。但是因为选取的集合样本不可能无限多,实际样本数远远小于观测资料数以及模式变量的自由度,会导致观测站点和模式格点间产生虚假的相关。介绍了在历史预报4DVar中引入的局地化滤波技术,并通过3组试验,比较了局地化前后的结果。试验结果表明:引入局地化技术后,其能有效滤去初始场中的虚假相关关系,同时由于Schur算子的作用,滤波后的分析场是光滑连续的。而且实际个例研究结果表明,局地化后能改进6h和12h累积降水的均方根误差,进一步提高预报效果。
- 刘娟娟
- 关键词：四维变分滤波
- 面向资料同化的FY-4A卫星GIIRS探测仪偏差特征分析和偏差订正被引量：1
- 2022年
- 干涉式大气垂直探测仪(Geostationary Interferometric Infrared Sounder,简称GIIRS)是国际上第一部对地静止卫星平台上的高光谱红外大气垂直探测仪,能为对流尺度区域模式预报提供所需的高时空和高光谱分辨率的大气状态信息。本文利用高分辨率区域模式WRF及其同化系统WRFDA对GIIRS观测的偏差(观测亮温减去模拟亮温,记为O-B)分布特征进行了全景分析,结果表明:长波通道O-B偏差和标准差普遍小于中波通道,且都存在一段受污染的通道。O-B偏差的日变化和偏差与卫星天顶角的关系相对较弱,而所有筛选通道的偏差都与亮温值及卫星的扫描阵列位置有关,偏差的水平分布主要表现出“阵列偏差”的特征。2020年重新定标后,GIIRS观测数据质量比2019年有明显提高。在此基础上进一步进行了偏差订正试验,试验发现选取扫描阵列作为偏差订正的主要因子,都能有效地改进2019年和2020年筛选出的GIIRS通道的偏差,订正后O-B和O-A的系统性误差(偏差)都变小。该研究结果可为全球/区域模式中同化GIIRS长波及中波通道的辐射资料提供参考。
- 刘娟娟徐兰成巍王斌王斌邓中仁李亚云狄迪
- 关键词：偏差订正
- 一种大气污染物的溯源方法
- 本发明公开了一种大气污染物溯源方法，包括以下步骤：1)利用大气化学模式得到源汇敏感性矩阵；2)通过步骤1)得到的源汇敏感性矩阵计算大气化学模式每个网格点上释放污染物产生的模拟浓度与观测浓度或残差浓度的相关系数，并将最大相...
- 刘娟娟王吉麟王斌成巍张季平
- 文献传递
- 预分析初始扰动样本对降维投影四维变分同化性能的影响被引量：1
- 2012年
- 降维投影四维变分同化(DRP-4DVar)方法的背景误差协方差是由基于历史预报的扰动样本统计得到的,为了改进降维投影四维变分同化系统中背景误差协方差的流依赖特性,提出了对初始扰动样本进行预分析的新思路,即在对背景场分析之前,利用降维投影四维变分同化系统本身对每个样本进行预先分析,使得统计出的背景误差协方差随实际的天气形势而变化,从而实现其在真正意义上的流依赖,且在循环同化时能够避免滤波发散现象的出现。试验结果表明,对样本进行预先分析能够通过改善同化系统中背景误差协方差的空间结构和流依赖特性,来进一步改进降维投影四维变分同化方法的性能,为数值模式提供更精确的初始场,从而提高了基本模式变量的预报精度,并改善了对强降水的模拟能力。相比较而言,对所有初始扰动样本都进行了预分析的同化试验能够得到最优的分析和预报。
- 赵娟王斌刘娟娟
- 一种集合预报系统初值的扰动方法
- 本发明提供了一种集合预报系统初值的扰动方法，包括以下步骤：(1)准备一组n个扰动样本及一个背景场样本；(2)将n个扰动样本分别叠加到所述背景场样本上；(3)将叠加后得到的叠加场输入非线性数值天气预报模型中进行一定时间的预...
- 刘娟娟王斌成巍王静
- 文献传递
- GRAPES-GEPS全球集合预报系统湿奇异向量的时空尺度敏感性研究被引量：2
- 2021年
- 湿奇异向量(Moist Singular Vectors,简称MSVs)是包含了湿物理切线性过程计算得到的奇异向量。研究MSVs对最优化时间间隔(optimization time interval,简称OTI)及模式水平分辨率的敏感性对提高集合预报效果至关重要。本文基于中国气象局数值预报中心自主研发的全球/区域同化和预报系统(Global/Regional Assimilation and Prediction System,简称GRAPES)——全球集合预报系统(Global ensemble prediction system,简称GEPS)业务版本研究了4组不同时空尺度(不同OTI和水平分辨率)下的MSVs,从能量模、能量谱、空间剖面等方面分析热带外MSVs特征,并从等压面变量评分、降水评分、降水概率预报等方面评估不同初值的集合预报效果。结果表明:提高MSVs水平分辨率可使其扰动具有较大的增长率,缩短OTI后MSVs能量向上传播的趋势更明显,并可以在中尺度范围产生较大SVs扰动。不同OTI下初始MSVs相似性较低,结构差异较大。从集合预报的结果来看,OTI为24 h试验的集合扰动能量增长较大,集合离散度在预报的0~96 h有明显提升,特别是2 m温度,且近地面要素的outlier评分也有明显改进。进一步分析发现,提高水平分辨率和缩短OTI的MSVs能够提高降水概率预报,而降水评分显示,同一水平分辨率下,OTI越短评分越好,但是提高MSVs的水平分辨率并不一定会提升小雨到中雨量级的降水评分。
- 王静刘娟娟王斌王斌刘永柱
- 一种应用于非定常多点源的污染物溯源方法以及系统
- 本发明提供了一种非定常多点源的污染物溯源方法以及系统，本发明的非定常多点源的污染物溯源方法包括：S1、对大气化学模式进行离散，对所述潜在排放源位置的源汇关系进行计算；S2、计算所述潜在排放源位置的非定常排放产生的模拟浓度...
- 刘娟娟王吉麟刘娟王斌徐兰沈晓
- 一种应用于大气-海洋观测数据的强耦合方法以及系统
- 本发明提供了一种应用于大气‑海洋观测数据的强耦合方法以及系统，本发明强耦合方法包括：S1、设定3‑30天的时间窗口，将所述时间窗口按照时间的推移划分为三个阶段；S2、第一阶段的时间窗口内进行大气观测资料的同化分析；S3、...
- 刘娟娟王斌和玉君王吉麟徐兰宋琳琳沈晓黄瑾
