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临近空间全球温度场三维变分同化

谢衍新 吴小成 胡雄 杨钧烽 肖存英

谢衍新, 吴小成, 胡雄, 杨钧烽, 肖存英. 临近空间全球温度场三维变分同化[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(8): 804005-0804005(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0804005
引用本文: 谢衍新, 吴小成, 胡雄, 杨钧烽, 肖存英. 临近空间全球温度场三维变分同化[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(8): 804005-0804005(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0804005
Xie Yanxin, Wu Xiaocheng, Hu Xiong, Yang Junfeng, Xiao Cunying. Preliminary study on 3-dimensional variational assimilation of global temperature field in near space[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(8): 804005-0804005(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0804005
Citation: Xie Yanxin, Wu Xiaocheng, Hu Xiong, Yang Junfeng, Xiao Cunying. Preliminary study on 3-dimensional variational assimilation of global temperature field in near space[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(8): 804005-0804005(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0804005

临近空间全球温度场三维变分同化

doi: 10.3788/IRLA201746.0804005
基金项目: 

国家重点研发计划(2016YFB0501503);国家自然科学基金(41204137)

详细信息
    作者简介:

    谢衍新(1990-),女,博士生,主要从事数据同化及临近空间大气方面的研究。Email:xieyanxin12@mails.ucas.ac.cn

  • 中图分类号: P356

Preliminary study on 3-dimensional variational assimilation of global temperature field in near space

  • 摘要: 以TIMED\SABER红外温度探测数据为观测值,WACCM模式预报场为温度背景值,采用三维变分同化方法,获取了20~100 km临近空间范围的全球大气温度场,三维变分同化后,临近空间全球温度场的分布发生了明显的变化,经验证算法可行。利用统计学方法对同化结果进行评估,结果显示,三维变分同化后临近空间全球温度场误差整体减小,三维变分同化前的温度背景场误差最大可达17 K,三维变分同化后的温度分析场最大误差减小至7 K以内,同化效果明显。该算法可用于为临近空间大气环境预报模式提供更精确的初值场。
  • [1] Bouttier F, Courtier P. Data Assimilation Concepts and Methods March 1999[M]. UK:Ecmwf Org, 2002.
    [2] Ma Jianwen, Qin Sixian. Recent advance and development of data assimilation algorithms[J]. Advances in Earth Science, 2012, 27(7):747-757. (in Chinese)
    [3] Dong Peiming, Xue Jishan, Huang Bing, et al. Application status and development of satellite data assimilation in numerical weather forecast[J]. Meteorological Science and Technology, 2008, 36(1):1-7. (in Chinese)
    [4] Lv Daren, Chen Zeyu, Guo Xia, et al. Recent progress in near space atmospheric environment study[J]. Advances in Mechanics, 2009, 39(6):674-682. (in Chinese)
    [5] Xu Rong, Men Tao, Zhang Rongzhi. Application of near space platform based photoelectric detecting system to space situation awareness[J]. Chinese Optics, 2010, 3(6):546-553. (in Chinese)
    [6] Chen Fenggui, Chen Guangming, Liu Kehua. Analysis of near space environment and its effect[J]. Equipment Environmental Engineering, 2013(4):71-75. (in Chinese)
    [7] Zhang Jingxu. Progress in foreign ground-based optoelectronic detecting system for space target detection[J]. Chinese Optics, 2009, 2(1):10-16. (in Chinese)
    [8] Yan Z, Hu X, Guo W, et al. Development of a mobile Doppler lidar system for wind and temperature measurements at 30-70 km[J]. Journal of Quantitative Spectroscopy Radiative Transfer, 2016, 188:52-59.
    [9] Cheng Yongqiang, Hu Xiong, Xu Li, et al. Advances of Na Lidar in near space detection[J]. Infrared and Laser Engineering, 2008, 37(S3):28-31. (in Chinese)
    [10] Fan Zhiqiang, Sheng Zheng, Wan Li, et al. Comprehensive assessment of the accuracy of the data from near space meteorological rocket sounding[J]. Acta Physics Sinica, 2013, 62(19):199601. (in Chinese)
    [11] Ma Chao, Liao He, Zhou Wenlong, et al. Discussion on retrieval of satellite atmosphere remote sensing by spaceborne lidar[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(S1):13-17. (in Chinese)
    [12] Wang Zhongyi, Jiang Gengming. Inversion of IRAS/FY-3B atmosphere temperature and humidity profiles based on fast locally linear regression[J]. Optics and Precision Engineering, 2016, 24(6):1529-1539. (in Chinese)
    [13] Cheng Dongshen, Shen Tongli, Ma Gelan, et al. Advances in the meteorological data assimilation[J]. Journal of Nanjing Institute of Meteorology, 2004, 27(4):550-564. (in Chinese)
    [14] Guan Yuanhong, Zhou Guangqing, Lu Weisong, et al. Theory development and application of data assimilation methods[J]. Meteorology and Disaster Reduction Research, 2007, 30(4):1-8. (in Chinese)
    [15] Engeln A V, Nedoluha G, Kirchengast G, et al. One-dimensional variational (1-D Var) retrieval of temperature, water vapor, and a reference pressure from radio occultation measurements:A sensitivity analysis[J]. Journal of Geophysical Research Atmospheres, 2003, 108(D11):4337-4349.
    [16] Zhang H, Chou J, Qiu C. Assimilation analysis of rammasun typhoon structure over northwest pacific using satellite data[J]. Chinese Science Bulletin, 2004, 49(4):389-395.
    [17] Hoppel K W, Baker N L, Coy L, et al. Assimilation of stratospheric and mesospheric temperatures from MLS and SABER into a global NWP model[J]. Atmospheric Chemistry Physics, 2008, 8(20):6103-6116.
    [18] Remsberg E E, Marshall B T, Garcia-Comas M, et al. Assessment of the quality of the Version 1.07 temperature-versus-pressure profiles of the middle atmosphere from TIMED/SABER[J]. Journal of Geophysical Research Atmospheres, 2008, 113(D17):1641-1653.
    [19] Richter J H, Sassi F, Garcia R R, et al. Dynamics of the middle atmosphere as simulated by the Whole Atmosphere Community Climate Model, version 3(WACCM3)[J]. Journal of Geophysical Research Atmospheres, 2008, 113(D8):693-695.
    [20] Yang J F, Xiao C Y, Hu X, et al. Responses of zonal wind at -40N to stratosphere sudden warming events in the stratosphere, mesosphere and lower thermosphere[J]. Sci China Tech Sci, 2017, 60(6):935-945.
  • [1] 陈一夫, 常浩, 周伟静, 于程浩.  脉冲激光辐照太阳能电池响应及光电转化影响 . 红外与激光工程, 2020, 49(S1): 20200262-20200262. doi: 10.3788/IRLA20200262
    [2] 乌日娜, 宋云鹤, 卢佳琦, 高芮, 李业秋, 岱钦.  光子晶体光纤载体中液晶随机激光辐射行为 . 红外与激光工程, 2020, 49(): 1-6. doi: 10.3788/IRLA20200171
    [3] 李颖锐, 吴森, 郭玉, 席守智, 符旭, 查钢强, 介万奇.  温度对碲锌镉光子计数探测器计数性能的影响及机理研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1016001-1016001(6). doi: 10.3788/IRLA201948.1016001
    [4] 宋俊玲, 饶伟, 王广宇, 辛明原.  燃烧流场温度二维重建多吸收谱线重建方法 . 红外与激光工程, 2019, 48(3): 306004-0306004(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0306004
    [5] 徐文斌, 陈伟力, 李军伟, 王广平, 武敬力.  采用长波红外高光谱偏振技术的目标探测实验 . 红外与激光工程, 2017, 46(5): 504005-0504005(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0504005
    [6] 张阔, 陈飞, 李若斓, 杨贵龙.  大功率CO2激光器输出窗口热性能分析 . 红外与激光工程, 2017, 46(2): 205005-0205005(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0205005
    [7] 杨远洪, 刘硕, 陆林, 靳伟.  基于保偏光子晶体光纤Sagnac干涉仪的温度不敏感压力传感技术 . 红外与激光工程, 2016, 45(8): 802002-0802002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0802002
    [8] 孙美, 许毅, 陈艳虹, 昂秦, 李燕.  被动式FTIR光谱测试固体推进剂羽流红外辐射特性 . 红外与激光工程, 2015, 44(S1): 17-22.
    [9] 韩军, 范琳琳, 刘欢.  Al膜的微孔阵列湿法腐蚀技术研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(10): 3055-3060.
    [10] 马秀荣, 王夏洋.  低温条件下光学厚度对Tm3+:YAG 材料光谱烧孔孔深的影响 . 红外与激光工程, 2015, 44(3): 964-968.
    [11] 吕游, 杨波, 魏仲慧, 何昕, 常松涛, 孙志远.  大气与环境影响分析的红外比色测温方法 . 红外与激光工程, 2015, 44(8): 2309-2314.
    [12] 龚绍琦, 孙海波, 王少峰, 国文哲, 李云梅.  热红外遥感中大气透过率的研究(二): 大气透过率模式的应用 . 红外与激光工程, 2015, 44(7): 2013-2020.
    [13] 武阿妮, 李晨毓, 周庆莉, 刘建丰, 孙会娟, 杨舟, 张存林.  温度对太赫兹亚波长金属结构共振特性的影响 . 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1832-1835.
    [14] 雷景丽, 晏祖勇, 李晓晓, 刘延君, 武刚, 侯尚林.  近零超平坦色散填充光子晶体光纤的温度特性 . 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3740-3743.
    [15] 孟恒辉, 耿利寅, 李国强.  激光通信器热设计与热试验 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2295-2299.
    [16] 李强, 黄泽铗, 徐雅芹, 张凌云, 史骥, 王智.  基于单模-多模-单模光纤模间干涉的传感系统 . 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1630-1636.
    [17] 李晶, 王巍, 王学锋, 杨学礼.  光子晶体光纤陀螺标度因数特性研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(12): 4082-4087.
    [18] 吕相银, 金伟, 杨莉.  地面目标红外立体特征 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 2810-2814.
    [19] 黄晨, 梁小虎, 王建军, 高昕.  临近空间红外探测像面照度建模与仿真 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3217-3221.
    [20] 冯云松, 路远, 凌永顺.  发射率对飞机蒙皮温度及红外辐射特性的影响 . 红外与激光工程, 2013, 42(2): 294-299.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-12-05
  • 修回日期:  2017-01-03
  • 刊出日期:  2017-08-25

临近空间全球温度场三维变分同化

doi: 10.3788/IRLA201746.0804005
    作者简介:

    谢衍新(1990-),女,博士生,主要从事数据同化及临近空间大气方面的研究。Email:xieyanxin12@mails.ucas.ac.cn

基金项目:

国家重点研发计划(2016YFB0501503);国家自然科学基金(41204137)

  • 中图分类号: P356

摘要: 以TIMED\SABER红外温度探测数据为观测值,WACCM模式预报场为温度背景值,采用三维变分同化方法,获取了20~100 km临近空间范围的全球大气温度场,三维变分同化后,临近空间全球温度场的分布发生了明显的变化,经验证算法可行。利用统计学方法对同化结果进行评估,结果显示,三维变分同化后临近空间全球温度场误差整体减小,三维变分同化前的温度背景场误差最大可达17 K,三维变分同化后的温度分析场最大误差减小至7 K以内,同化效果明显。该算法可用于为临近空间大气环境预报模式提供更精确的初值场。

English Abstract

参考文献 (20)

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