ECMWF开发新的四维变分同化框架提升其综合预报水平

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	ECMWF开发新的四维变分同化框架提升其综合预报水平
	刘燕飞
	2017-12-01
所属快报	地球科学快报
出版年	2017
期	23
语种	中文
领域	地球科学
栏目	大气科学
中文关键词	四维变分同化 ; 预报系统 ; 气象观测
中文摘要	2017年11月20日，欧洲中期天气预报中心（ECMWF）开发新的四维变分同化（4D-Var）框架，以提升其综合预报系统（Integrated Forecasting System，IFS）的天气预测水平。“面向对象的预测系统”（Object-Oriented Prediction System，OOPS）框架将成为ECMWFIFS的新型资料同化框架，OOPS-IFS的初步测试结果表现出良好的性能。
情报分析_信息来源性质	政府机构
情报分析_信息来源机构	欧洲中期天气预报中心（ECMWF）
情报分析_机构类别	政府机构
情报分析_信息来源国家	欧洲
情报分析_信息类别	前沿研究进展
情报分析_研究主题	四维变分同化框架
情报分析_研究内容	四维变分同化技术通过考虑观测数据的质量与结构、预报模式的动力学与物理学，在空间和时间上调整背景场，以获得与气象观测更接近的初始场。过去20年来，四维变分同化技术的持续改进迅速提升了预测质量。目前针对地球系统的不同组成部分进行单独的数据同化，例如大气层、海洋和陆地表面，最终的目标是在四维变分同化背景下实现所有组成部分的数据同化耦合。新开发的OOPS框架被设计为一个统一的、易于使用的框架，由ECMWF、法国气象局和高分辨率数值天气预报计划HIRLAM-ALADIN共同合作，新框架将取代过去20年ECMWF资料同化代码的控制层。OOPS是一个抽象控制层，可以操控数据同化系统的要素。OOPS包含一些简化模式，如准地转模式和洛伦兹-95系统，可以对数据同化算法进行早期测试。 OOPS-IFS具有以下明显的优势：①更容易开发和测试最小化替代算法；②可以利用完整的系统来测试方法，例如鞍点（saddle-point）公式；③为耦合数据同化的开发提供一个通用框架；④减少代码中的相互依赖关系，以免运行环境的变化引起未预料到的影响；⑤多增量同化将作为单个可执行文件运行，从而降低输入输出系统（I/O）成本。初步测试结果显示，OOPS产生的短期预报模式结果与ATMS卫星资料相一致，预报效果超过简化的IFS。其他资料同化诊断方法也在OOPS上取得了良好的效果，包括伴随检验、4D-Var极小化和收敛。预计OOPS-IFS将在2019年投入运行。
原文题名	20 Years of 4D-Var: Better Forecasts Through A Better Use of Observations
原文链接	查看原文
文献类型	快报文章
条目标识符	http://119.78.100.173/C666/handle/2XK7JSWQ/180914
专题	地球科学
推荐引用方式 GB/T 7714	刘燕飞. ECMWF开发新的四维变分同化框架提升其综合预报水平. 2017.