收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

陆面数据同化方法的研究

李昊睿  
【摘要】: 近年来,土壤湿度作为陆面过程研究中一个非常重要的物理量受到了广泛的关注。对土壤湿度尤其是地球表面1至2米深的土壤湿度进行准确地计算和预测是气象学、水文学、农林业和气候学等诸多学科研究所必需的。本文从方法论的角度研究了估算土壤湿度的各种技巧,其中包括直接插值同化方法法、四维变分同化方法、集合平方根滤波同化方法和混合四维变分同化方法。 第一章首先对正确计算土壤湿度的重要性及存在的问题作了简述,然后据此提出本论文要研究的主要内容。 第二章全面阐述了估算土壤湿度的三类方法,其中特别对变分数据同化方法和集合卡曼滤波数据同化方法以及这两种同化方法的比较研究进行了较为详细的说明。 第三章详细介绍了反演土壤湿度廓线的基于伴随的四维变分同化系统的构建。首先详细推导了建立土壤湿度四维变分同化系统所需的土壤湿度预报模式、相应的切线性模式和伴随模式,并对切线性模式和伴随模式以及由伴随模式求出的目标函数对于初值的梯度进行了检验。然后利用理想数据做了一系列数值试验来考察该四维变分同化系统利用表层土壤湿度观测反演土壤湿度廓线的能力。 第四章研究了集合平方根滤波同化方法利用表层土壤湿度观测反演深层土壤湿度信息的能力。通过一系列理想数值试验研究了集合数、观测误差和预报模式误差对同化结果的影响;通过对离散度、偏度系数和峰度系数的分析研究了同化前土壤湿度廓线集合的性质;通过一系列理想数值试验研究,找出使集合平方根滤波得到的分析廓线误差最小的方差扩大因子;最后将集合平方根滤波同化方法与直接插值同化方法进行了比较。 第五章根据第三章和第四章理想数值试验的结果,对四维变分同化方法和集合平方根滤波同化方法反演土壤湿度廓线的能力进行了详细的比较。理想数值试验的内容包括观测误差和预报模式误差以及观测频率对这两种同化方法的影响。 第六章将四维变分同化方法与集合平方根滤波同化方法融合得到混合四维同化方法并进行了数值试验,研究了观测误差、模式误差以及观测频率的影响。试验的结果表明混合四维同化方法具有较好的反演深层土壤湿度的能力。最后在第七章对全文作了总结并对方法的运用前景进行了展望。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前19条
1 张述文;李得勤;邱崇践;;三类陆面模式模拟土壤湿度廓线的对比研究[J];高原气象;2009年05期
2 李昊睿;张述文;邱崇践;张卫东;;四维变分同化和集合平方根滤波联合反演土壤湿度廓线的研究[J];大气科学;2010年01期
3 苟浩锋;刘彦华;张述文;李得勤;;评估集合卡曼滤波反演土壤湿度廓线的性能[J];地球科学进展;2010年04期
4 朱庚华;张彩云;翁宁泉;孙刚;刘庆;;利用风廓线雷达测量数据反演大气湿度廓线[J];大气与环境光学学报;2011年05期
5 车云飞;马舒庆;杨玲;邢峰华;李思腾;;云对地基微波辐射计反演湿度廓线的影响[J];应用气象学报;2015年02期
6 姜丽菲;李秀伟;俞伟敏;万国愚;刘明利;徐红新;;大气温湿度一体化微波探测技术[J];微波学报;2020年S1期
7 潘明溪;张丽娟;曲成军;潘涛;张帆;;1983—2019年黑龙江省春季土壤湿度时空变化特征及影响因素[J];地理研究;2021年04期
8 程俊峰;孙道宗;魏楚伟;侯露;;基于单片机的土壤湿度采集及控制装置[J];农业工程技术;2021年09期
9 程权成;崔宝影;;基于网络传输的土壤湿度监测模块设计[J];自动化技术与应用;2021年06期
10 杨宇辉;刘成;;基于ZigBee的农田土壤湿度监测系统[J];工业控制计算机;2021年08期
11 ZHU Hanchen;CHEN Haishan;ZHOU Yang;DONG Xuan;;东亚地区土壤湿度次季节-季节模式预测技巧评估(英文)[J];Atmospheric and Oceanic Science Letters;2019年06期
12 刘晨;吕海深;朱永华;王筱译;;初始表层与根区层土壤湿度对洪水过程的影响[J];水电能源科学;2020年01期
13 李博;张淼;唐世浩;董立新;;基于组网观测的那曲土壤湿度不同时间尺度的变化特征[J];气象学报;2018年06期
14 刘丽伟;魏栋;王小巍;程善俊;;多种土壤湿度资料在中国地区的对比分析[J];干旱气象;2019年01期
15 朱智;师春香;张涛;王佳强;;四套再分析土壤湿度资料在中国区域的适用性分析[J];高原气象;2018年01期
16 章焕;范广洲;张永莉;赖欣;;青藏高原土壤湿度对一例高原涡影响的数值模拟[J];高原气象;2018年04期
17 袁淑杰;何兴潼;何源;谷晓平;潘媞;于飞;;贵州喀斯特区域土壤湿度变化规律研究[J];节水灌溉;2018年10期
18 王小洁;闵锦忠;薛丰昌;王伟;;MODIS数据支持下的土壤湿度模型构建——以河南商丘地区为例[J];测绘通报;2016年12期
19 韩春光;张玲;任岗;蒲云锦;;新疆国家一级农试站多年土壤湿度特征分析[J];中国农学通报;2016年36期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 武尚玮;刘思琦;汉牟田;杨东凯;;GNSS-R土壤湿度遥测网络设计与实现[A];第十五届全国信号和智能信息处理与应用学术会议论文集[C];2022年
2 刘丽伟;魏栋;;多种土壤湿度资料在中国地区的对比分析[A];第35届中国气象学会年会 S5 气候变暖背景下干旱灾害形成机制变化与监测预测及其影响评估[C];2018年
3 章焕;范广洲;;青藏高原土壤湿度对高原涡影响的数值模拟研究[A];第34届中国气象学会年会 S6 东亚气候多时间尺度变异机理及气候预测论文集[C];2017年
4 蒋冲;;陇东黄土高原农田土壤湿度演变及其与气候变化的响应关系[A];中国农业工程学会2011年学术年会(CSAE 2011)论文摘要集[C];2011年
5 杨袁慧;师春香;;一次强降水模拟中土壤湿度初值的影响研究[A];第八次全国动力气象学术会议论文摘要[C];2013年
6 邓文君;王蓉;唐涛;宋萍萍;;中国南方10cm土壤湿度分析[A];热带海洋科学学术研讨会暨第八届广东海洋湖沼学会、第七届广东海洋学会会员代表大会论文及摘要汇编[C];2013年
7 杨诗定;郭琴;;人工神经网络方法预测土壤湿度[A];第31届中国气象学会年会S5 干旱灾害风险评估与防控[C];2014年
8 张秀芝;吴迅英;;35°N以南土壤湿度与降水的关系研究[A];《自然地理学与生态建设》论文集[C];2006年
9 王莉莉;;土壤湿度同化方法的初步应用分析[A];第34届中国气象学会年会 S7 水文气象、地质灾害气象预报理论与应用技术论文集[C];2017年
10 王薪;李宗谦;;被动微波遥感土壤湿度的人工神经网络反演方法[A];2001年全国微波毫米波会议论文集[C];2001年
11 刘淑波;吕爱玲;李一楠;杨斌利;;土壤湿度主被动降尺度仿真反演分析[A];第四届高分辨率对地观测学术年会论文集[C];2017年
12 贾炳浩;师春香;孙帅;张帅;谢正辉;姜志伟;梁晓;姜立鹏;;基于风云卫星的土壤湿度数据同化研究[A];第35届中国气象学会年会 S10 水文气象灾害形成机理、预报预测预警与风险评估新技术[C];2018年
13 王莉莉;;陆面同化技术研究[A];第33届中国气象学会年会 S9 水文气象灾害预报预警[C];2016年
14 贾青;杨传国;朱文立;束美珍;;五道沟水文实验站土壤湿度的季节与年际变化特征[A];面向未来的水安全与可持续发展——第十四届中国水论坛论文集[C];2016年
15 王静;祁莉;吴志伟;施晓晖;何金海;;多套土壤湿度替代资料在青藏高原的适用性分析[A];第34届中国气象学会年会 S2 副热带季风与极端天气气候事件论文集[C];2017年
16 刘伟东;F Baret;;高光谱遥感土壤湿度信息提取研究[A];新世纪气象科技创新与大气科学发展——中国气象学会2003年年会“农业气象与生态环境”分会论文集[C];2003年
17 王林;;青藏高原春季土壤湿度对长江中下游地区初夏短期气候影响的数值模拟[A];第35届中国气象学会年会 S3 高原天气气候研究进展[C];2018年
18 孙夏;范广洲;张永莉;赖欣;;夏季青藏高原不同层次土壤湿度的特征分析[A];第35届中国气象学会年会 S25 研究生论坛[C];2018年
19 杨凯;王澄海;H.Bao;;春季土壤湿度变化对北半球夏季降水的贡献[A];第34届中国气象学会年会 S3 冰冻圈对全球气候变化的响应与反馈论文集[C];2017年
20 季劲钧;丹利;黄玫;;土壤湿度变化的模拟研究[A];第六次全国动力气象学术会议论文摘要[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前12条
1 李昊睿;陆面数据同化方法的研究[D];兰州大学;2007年
2 王静;青藏高原土壤湿度的时空特征及对长江流域夏季降水的影响[D];南京信息工程大学;2018年
3 冷佩;光学/热红外土壤湿度遥感反演方法研究[D];中国农业科学院;2018年
4 郭雅凯;基于Noah LSM的土壤湿度敏感性及同化应用研究[D];南京信息工程大学;2017年
5 高楚杰;中国东部地区陆-气耦合的区域性差异及土壤湿度的可能影响[D];南京信息工程大学;2018年
6 杨茜茜;中国及周边地区夏季局地土壤湿度—降水耦合的统计分析和数值模拟[D];兰州大学;2019年
7 程善俊;气温和降水对全球土壤湿度变化的影响研究[D];兰州大学;2017年
8 李得勤;土壤湿度的模拟和估算研究[D];兰州大学;2010年
9 余意;高分辨率卫星资料同化关键技术研究[D];国防科技大学;2017年
10 高士博;雷达资料同化在强对流天气预报中的应用研究[D];南京信息工程大学;2018年
11 朱孟斌;非线性资料同化关键问题研究[D];国防科学技术大学;2016年
12 杨艳蓉;面向雷电预报的雷达、卫星遥感资料同化及其应用初步研究[D];南京信息工程大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 杨晓峰;土壤湿度廓线综合反演试验研究[D];中国气象科学研究院;2011年
2 薛宏宇;用集合平方根滤波估算土壤湿度时误差处理方案的研究[D];兰州大学;2013年
3 苟浩锋;两类滤波方法在估算土壤湿度方面的对比研究[D];兰州大学;2010年
4 毛伏平;模式误差对估算土壤湿度影响的研究[D];兰州大学;2015年
5 任杰;基于一维变分算法的卫星遥感反演大气温湿度廓线研究[D];南京信息工程大学;2018年
6 沈振翔;基于CrIS红外高光谱数据反演大气温湿度廓线的研究[D];华东师范大学;2018年
7 杨袁慧;土壤湿度对卫星辐射率资料直接同化的影响研究[D];南京信息工程大学;2013年
8 潘明溪;1983-2019年松嫩、三江平原春季土壤湿度时空演变及影响因素[D];哈尔滨师范大学;2021年
9 巴音德乐黑;内蒙古大兴安岭多年冻土退化趋势及土壤湿度响应研究[D];内蒙古农业大学;2019年
10 黄海;黄土矿区植被与土壤湿度演变特征及机理分析[D];西安科技大学;2019年
11 谌芳;基于GPS-R遥感技术反演土壤湿度的研究[D];安徽理工大学;2019年
12 张京;格尔木河流域土壤湿度的遥感反演[D];中国地质大学(北京);2019年
13 常江;基于神经网络和机器学习的土壤湿度反演研究[D];中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所);2019年
14 宋小令;家庭花卉智能灌溉系统的设计与实现[D];重庆三峡学院;2019年
15 王宇丹;土壤湿度次季节变化特征及其与大气强迫因子的可能联系[D];南京信息工程大学;2019年
16 蔡靖泽;江苏海岸带地区土壤湿度的演变特征分析[D];南京信息工程大学;2019年
17 吴善玉;基于神经网络算法的多源遥感联合反演土壤湿度研究[D];南京信息工程大学;2019年
18 王一昕;基于多源土壤湿度数据的中国高敏感区探究[D];南京大学;2019年
19 薄爱;1980-2012年东北地区积雪对土壤湿度的影响[D];哈尔滨师范大学;2019年
20 张佳楠;草本植物浇灌模型及系统的研究与实现[D];北京邮电大学;2019年
中国重要报纸全文数据库 前7条
1 记者 邸文辉;我市安排部署抗旱防汛工作[N];齐齐哈尔日报;2017年
2 王小龙;首颗土壤湿度和海洋盐度观测卫星升空[N];科技日报;2009年
3 本报实习记者 吴卉 记者 刘钊;1分钟纾解资料同化“卡脖子”困局[N];中国气象报;2021年
4 记者 郑菲;气象资料同化讲习班举办[N];中国气象报;2009年
5 本报记者 黄彬 通讯员 管成功;高分辨率资料同化与数值天气模式攻关团队 匠心打磨自主气象“芯片”[N];中国气象报;2020年
6 本报记者 彭莹辉 通讯员 何桢;新课程 新理念 新思路[N];中国气象报;2009年
7 韩桂军;第五届全国海洋资料同化研讨会召开[N];中国海洋报;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978