非线性滤波在含"开关"过程的资料同化中的应用研究

• 作者: 吴文华 郑琴
• 来源期刊: 气象学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 资料同化 "开关" 粒子滤波 集合卡尔曼滤波
• 年，卷（期）: 2011,（3）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 423-431
• 分类号: O29|P456.7
• 字数: 7749字
• 语种: 中文

摘要

利用一个描述实际数值天气预报模式中比温在单格线上随时间发展的偏微分方程作为控制方程,研究分析了非线性滤波方法在含"开关"过程的资料同化中的有效性和可行性.首先在贝叶斯理论框架下,讨论了一般情形的非线性滤波方法,然后对基于粒子滤波(PF)和基于集合卡尔曼滤波(EnKF)的两种同化方法进行对比,由于EnKF是通过对集合成员的统计分析得到的误差分布的一阶矩和二阶矩来近似真实误差分布的,所以当用高斯分布近似真实误差分布所产生的误差较大时,基于EnKF的同化方法得到的结果也会有较大的误差.最后分别从观测算子为线性和非线性、观测误差为高斯型和非高斯型4种情形进行数值试验,结果显示当观测误差为高斯型时,无论观测算子为线性还是非线性,基于PF和基于EnKF的同化方法都能克服由"开关"过程给资料同化带来的困难,给出满意的同化结果;而当观测误差为非高斯型时,EnKF出现滤波不稳定,产生了非理想的同化结果,但PF方法仍然能够有效地发挥作用,给出满意的同化结果.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	郑琴	解放军理工大学理学院	18	28	3.0	4.0
2	吴文华	解放军理工大学理学院	1	2	1.0	1.0