一种新的遗传策略在含“开关”过程的集合预报中的有效应用.pdf

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1、第13卷第1期江南大学学报(自然科学版)V01．13No．12014年2月JournalofJiangnanUniversity(NaturalScienceEdition)Feb．2014一种新的遗传策略在含“开关"过程的集合预报中的有效应用叶飞辉，沙建新，李能海，杨嵩(1．解放军93392部队，辽宁大连116103；2．解放军94906部队，江苏苏州215157)摘要：针对初值及模式的不确定性，进行了初值扰动集合预报和模式扰动集合预报。在初值扰动集合预报中，将一种新的遗传策略用于四维变分资料同化生成集合预报的分析

2、场，求解条件非线-}生最优扰动，并结合第二、第三主奇异向量(SVs)生成集合预报的初始扰动。为了检验该方法的有效性，采用一个含“开关”过程的偏微分方程的预报模式，设计了3种比较数值试验方案。结果表明：采用第3方案的集合预报在预报技巧上明显高于其他两种方案。第2方案和第1方案相比，由于“开关”的影响，集合预报技巧提高并不明显。在模式扰动集合预报数值实验中，为了模拟模式的不确定性，在控制方程右端添加6个随机的误差项模拟由于物理参数化方案的不同而带来的模式扰动，采用新的遗传策略在扰动模式中同化出6个对应于扰动模式的分析场后

3、进行集合预报，并与基于伴随技术的方法进行比较。结果表明，基于遗传算法的扰动模式集合预报的预报技巧明显优于伴随方法，且这种优势随着预报时间的增加愈发明显。关键词：条件非线性最优扰动；集合预报；奇异向量中图分类号：P435文献标志码：A文章编号：1671—7147(2014)01—0049—06ApplicationofaNewGeneticStrategyinEnsemblePredictionwith¨On．Off¨SwitchesYEFeihui，SHAJianxin，LINenghai，YANGSong(1．Un

4、it93392ofPLA，Dalian116103，China；2．Unit94906ofPLA，Suzhou215157，China)~bstract：Duetotheuncertaintyofinitia1valuesandmodes，twoensemblepredictionschemesbasedontheinitial、zalueperturbationandonthemodeperturbationarestudiedinthisarticle．Intheensemblepredictionbasedon

5、initial、~alueperturbation。anewgeneticstrategyisappliedinfourdimensionalvariationaldataassimilation(4D—VDA)to{generatetheanalyticalfieldoftheensemblepredictionandtheinitialperturbationoftheensemblepredictionfortheconditionalnonlinearoptimizedperturbation(CNOP)．T

6、heexperimentresultsindicatethatthepredictioncoefficientsoftheensemblepredictionaresuperim‘tothatwiththeothertwoschemes．Inthenumericalexperimentsoftheensemblepredicationbasedonmodeperturbation，anewgeneticstrategyisappliedtoproceedtheanalyticalfieldsoftheensemble

7、predicationby4D—VDA，comparedwiththeconventionaladjointmethod，thismethodcanimprovethepredictioncoefficientsoftheensemblepredictionandthesuperiorityincreaseswithpredictiontime．Keywords：conditionalnonlinearoptimizedperturbation，ensembleprediction，ensemblepredictio

8、n．集合预报的思想最初是针对单一的确定性预报的初值存在不确定性提出来的，这也是经典集合收稿日期：2013—08—15；修订日期：2013—09—20。作者简介：叶飞辉(1983一)，男，湖北麻娥人，工程师，理学硕士。主要从事偏微分方程及其应用研究。Email：396575951@qq．com江南大学学报(自然科学版)第l3卷预报的概念。为了提高