一、THE STRUCTURE OF TROPICAL CYCLONE BY TOVS AND ITS APPLICATION IN NUMERICAL WEATHER PREDICTION（论文文献综述）
窦芳丽[1]（2021）在《风云三号微波湿度计台风降水云区资料的仿真和同化》文中研究指明星载微波遥感仪器在云和降水区的观测包含与天气系统的热力、动力过程相关的关键大气信息,具有提高灾害性天气预报准确度的潜力,因此在过去十年间,全球各数值预报中心都逐步开展了微波资料的云降水区同化研究,我国自主研发的数值预报模式对云和降水区的观测信息需求日益迫切。微波探测仪资料云降水区同化因存在辐射传输计算不准确、云降水区同化技术方案不完善等问题,是国际学术界的研究热点,尤其是在存在固态水凝物的热带对流降水云区的同化挑战性较大。本文针对风云三号星微波湿度计（Microwave Humidity Sounder,MWHS）资料在台风降水云区的同化开展研究,取得的进展和结论如下:（1）建立MWHS全天候观测仿真模型,采用观测模拟偏差分析、垂直截面分析和亮温概率密度分布分析对全天候观测仿真模型的模拟效果进行了分析,利用欧洲中期天气预报中心全球模式进行对比验证,结果表明全天候仿真低估了云中水凝物的散射作用,区域模式比全球模式存在更严重的预报云错位问题。目前国内外研究对MWHS通道,尤其是118GHz通道的云降水区观测信息缺少定量评估,本文利用两种方法对该问题进行了研究:利用雅可比矩阵方法计算了各通道对水凝物的敏感性和敏感高度,利用自由度减少方法定量评估了各通道在台风对流降水云区的大气和云信息量,结果表明,118GHz频段和183GHz频段在台风对流降水云区的观测主要信息量均来自于雪,分别占该频段湿大气总信息量的98.2%和76.8%,118GHz通道穿透能力强,能够探测到的高度更低,且通道数较多,因此比183GHz包含更多雪信息量。（2）为改进全天候仿真精度,对辐射传输模式的雪粒子散射计算方案进行了改进。数值模式云的错位问题是影响全天候观测-模拟偏差计算的关键,本文提出了一种新的基于主被动联合观测的方法,主被动联合的观测-模拟偏差能够减轻云错位问题造成的影响,精确评估不同非球形散射计算方案的模拟效果。基于该方法建立了适用于微波湿度计台风区观测的雪粒子散射方案,优选出大块状聚合体、盘状等单形状假设散射方案,其中最好的大块状聚合体（Large Block Aggregate）方案计算的主被动观测模拟偏差从球形方案的-16.52K减小到1.09K,均方根误差从26.74K减小到19.03K。进一步建立了雪的非球形粒子集合方案,利用带约束的最小二乘法统计计算了非球形粒子集合散射方案中不同形状的权重比例,非球形粒子集合方案计算的平均偏差为-0.07K,均方根误差为12.68K。经多个台风场景的全天候仿真检验,非球形粒子集合方案相对于球形粒子方案能够有效的减轻全天候仿真云中水凝物散射效应偏低的问题,改进了观测-模拟偏差的分布偏度（通道9偏度从0.34改进到0.28;通道15偏度从0.51改进到0.47）和平均偏差（通道9从-3.34K改进到-3.03K,通道15从-6.77K改进到-5.15K）,使分布更接近无偏高斯分布。（3）由于台风降水云区MWHS观测信息量主要来自于雪等固态水凝物,本文对传统的一维贝叶斯反演加三维变分同化总水汽量方案进行了改进,将同化台风降水云区总水汽量的原方案替代为同化MWHS固态水凝物柱总量。基于改进的辐射传输散射方案和贝叶斯方法反演台风降水云区的固态水凝物,并通过在同化模式中耦合水凝物观测算子实现了MWHS资料在台风降水云区资料的变分同化。台风个例同化结果表明,改进的一维贝叶斯反演加三维变分同化水凝物方法能够通过影响初始场的温湿度和风场,显着改善对台风风场结构和台风最大风速的模拟,同时改善了台风降水云螺旋结构的预报。
梁梅[2]（2021）在《ECMWF模式对西北太平洋热带气旋生成的预报能力及物理过程研究》文中指出热带气旋（tropical cyclone,TC）是西北太平洋最具破坏性的天气系统之一,具有巨大的社会影响。热带扰动一旦形成,在某些有利的环境条件下,可在2-3天内发展成具有完全破坏性的台风。如果可以对海洋上TC生成的时间和位置准确预测,政府及相应的部门可以获得额外的时间来准备即将到来的威胁,减少TC造成的损害。利用交互式全球大集合预报系统（The International Grand Global Ensemble,TIGGE）中欧洲中期天气预报中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF）高分辨率确定性预报数据,对2007-2018年西北太平洋的热带气旋生成的预报能力进行了全面的统计评估及物理机制研究。根据各预报提前期模型TC的预报能力可分为命中型（well prediction,WP）、早报型（early formation,EF）、晚报型（late formation,LF）和错报型（failed prediction,FP）。根据实际TC发生的特定时刻,将大尺度天气环流背景场分为季风切变线（monsoon shear line,SL）、季风汇合区（monsoon confluence region,CR）、季风环流（monsoon gyre,GY）、东风波（easterly wave,EW）和先兆性热带气旋型（pre-existing TC,PTC）五种流型之一。任何不属于以上流场的均被标记为未能识别型流场（unclassified flow pattern,UCF）。（1）总体而言,SL型预报技巧最高,其次是CR、GY、PTC,EW和UCF型则最低。2007-2018年期间,ECMWF模式的预报性能没有明显的改善,可能部分原因是研究时间段后期SL型个例占比较低。5、6、9、10月份预测TC生成能力最高,7、8、11月份较低。在SL型中,偏西、偏南生成的TC更容易预报。虽然SL流场在5天预测提前期时的预测技能最高,但仍然较低（16.2%）。基于SL流场出现频率最高（45%）,研究SL流场提前5天预报期的大尺度热力学和动力学变量演变过程,对提高ECMWF模式TC生成预报技巧很重要。（2）SL流场下从初始预报时刻（Day-5）到生成时刻（Day 0）TC发生的物理过程主要受到环境场强迫、内部热力和动力过程三个方面的相互作用。WP类型下环境场强迫为TC形成提供有利的外部条件。对流层低层,WP类型表现出更明显的季风切变线。在Day-4,先兆性涡旋的东北侧东北信风开始加强,随后一天（Day-3）,其南侧的西南气流也开始增强。在高层200 h Pa上,从Day-5到Day 0,WP型先兆性涡旋东北侧反气旋的辐散更强。季风环流的高低层配置有助于低层形成更明显的大尺度辐合,为低层水汽辐合以及径向风加强提供有利条件。（3）WP模式TC的演变过程可用Bottom-up理论来解释。在Day-5,WP类型的TC中心附近的对流吸收了大范围辐合的水汽,进一步增强了低层径向风。在Day-4,结合径向风辐合的增加,强烈的低层绝对角动量输入到内核提供初始旋转。此时,内核附近的湿对流的急剧增加,增强了凝结潜热释放并使得海平面气压降低,这进一步增强了低空绝对角动量输入涡旋内核,使得低空涡旋的进一步发展。随着低层涡度持续增加并向上延伸,在Day-2.5左右,高层绝对角动量的流出急剧增加使得强对流得以维持,低层涡度继续增强。在Day-2,次级环流系统建立,垂直风切变也变得有利于TC形成。（4）湿对流可能是影响TC形成的首要重要因素,且正反馈过程也是重要因素。在Day-5,WP类型的湿对流增强,导致海平面气压降低以及垂直潜热释放,它们反过来又会促使低层的水汽辐合加强,这是内部热力过程中的一次正反馈过程。在Day-4左右,WP类型TC内核强对流吸收了TC中心周边大范围辐合的水汽,进一步增强低层径向风。径向风辐合收缩,经向梯度增大,反过来又会进一步引起水汽的辐合,这是环境场与内部动力之间的正反馈过程。在Day-2,次级环流系统的建立,高层角动量流出和低层角动量流入得以维持,对流运动得以发展。在此条件下,对流层持续增湿,凝结潜热通量增强,对流区涡度进一步增大,这是环境场强迫、内部热力强迫和动力强迫三者之间的正反馈过程。
冯佳宁[3]（2021）在《雷达径向风资料同化对登陆台风数值预报的改进》文中进行了进一步梳理随着数值模式、资料同化手段的不断发展,热带气旋（TC,对西北太平洋海域又称台风）路径预报水平不断提升,但其强度特别是登陆过程的精细化风雨预报仍是国际难点问题。由于我国仍未开展业务飞机观测,岸基雷达是目前唯一可以对登陆TC内核精细风场和云微物理结构进行高时空分辨率观测的手段,有效利用我国沿海雷达观测资料是提升登陆台风预报的重要手段。现有雷达观测资料同化方案在一些TC个例研究中表现出了优秀的改进能力,但雷达资料对模式的改进敏感区仍不够明确,现有成熟的雷达同化稀疏化方案在应对TC天气系统时也有其固有缺陷。本论文以雷达径向风观测资料同化改进登陆TC的强度、风雨预报为主线,针对TC不同区域雷达径向风观测资料有效性、雷达稀疏化方案等开展研究。最后将这些技术进行集成,建立快速更新的台风短时临近预报系统,并对系统进行批量试验检验,取得较好的应用效果,对提升我国台风精细化风雨预报发挥重要作用。具体研究内容及结论如下:针对台风内核和外核区域雷达观测同化的有效性进行了研究,结果发现34kt风圈半径内、外的观测资料对TC“莫兰蒂”（2010）同化分析和预报均有正贡献。但内核观测对于“莫兰蒂”初始位置、强度改进效果更明显,而外核观测对于南侧外雨带结构改进优于内核资料。进一步,发现虽然内核资料仅占总数20%左右,但其对TC位置、强度的分析效果较同化全体资料更优,预报误差也更小。对于TC眼墙处降水预报,仅同化内核观测试验与同化全体资料预报水平相当,同化外核资料预报评分低于同化内核资料;对于雨带处降水,同化内核、外核资料预报水平相当,预报评分整体接近同化全体资料。综上,内核观测是改进TC“莫兰蒂”分析和预报的关键区域,雷达资料同化对台风初始位置、强度和降水预报的改进主要来自内核区观测资料贡献。针对雷达资料,本文发展了新的雷达资料空间均匀稀疏化算法（ESTM）,该方法通过引入模式网格空间,将雷达观测投影到与模式分辨率相当的水平网格内。相比于广泛采用的径向空间稀疏化算法（RSTM）,在资料总量不变的情况下,解决了雷达站附近资料过剩问题,加密了TC内核区资料,避免了RSTM中额外平均误差的引入。经过TC彩虹（2015）的个例对比试验,发现ESTM方案在TC内核区域增量更大,同化后对彩虹强度和位置的分析误差更小,TC结构更加合理,RSTM方案在雷达探测边缘及之外区域的降水空报问题也得到了改进。随后,通过2017年全年8个例批量验证后发现,ESTM同化后平均登陆位置误差比不同化下降了33%,强度误差在登陆后12h范围内降低了25%左右。对于TC登陆后极端降水量（80mm/3h）的ETS评分相比不同化提高超过100%,相比RSTM方法同化有显着进步,ESTM同化方案对预报的改进有较好的普适性。在雷达资料有效性同化的试验以及雷达资料稀疏化研究的基础上,利用WRF数值模式和集合卡尔曼滤波同化方案,本研究建立了台风快速更新短临预报系统（TRANSv1.0）,并在台风预报业务中得到应用。TRANSv1.0系统通过同化岸基多普勒雷达径向速度观测,从TC进入雷达观测网开始逐小时更新循环起报,每次预报12h。经过2020年全年6个登陆TC实时预报的误差检验,发现TRANSv1.0路径预报误差为42.8km,平均强度误差为4.4m/s（4.5h Pa）,具有较优的路径和强度预报能力。对于2020年登陆及影响台风小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨和特大暴雨的12h降水预报评分分别为0.66、0.50、0.42、0.29、0.23和0.17。相比于目前业务参考的模式,TRANSv1.0模式在暴雨、大暴雨预报中有优势,具备特大暴雨的预报能力。填补了现有业务模式对于大暴雨和特大暴雨预报能力缺失的问题。对于大风有好的预报能力,对6-10级的阵风预报的绝对误差不超过6m/s。该系统预报产品滞后35min-1h发布,经过国家气象局预报司批复,现已业务运行,产品多次在中央气象台天气会商决策中提供参考。
刘淑贤[4]（2021）在《FY3C MWHS-2的陆地降水检测算法研究及其在LAPS-WRF同化系统中的应用》文中研究说明研究表明,对流层中水汽初值的误差是数值预报,尤其是短时（0–12 h）预报中不确定性的重要来源。相比传统的常规观测资料,星载微波湿度计资料由于其覆盖范围广、垂直分辨率高,并且可以穿透非降水云探测到云内大气湿度信息等优势,能很好地弥补常规观测资料的不足。因此,同化微波湿度计资料对改善对流层中水汽初始场以及提高数值预报精度有着重要意义。然而由于受到纬度、扫描角、地表发射率以及云降水等因素的影响,使得微波湿度计资料在进入同化系统前存在系统偏差,将会影响卫星资料在数值模式中的同化效果。为充分利用星载微波湿度计资料以提高区域数值模式对短时降水的预报能力,本文针对搭载于我国风云三号C星（Feng Yun-3C,FY3C）上的微波湿度计（Microwave Humidity Sounder-2,MWHS-2）在陆地上的降水检测算法进行研究以进行质量控制,并对微波湿度计FY3C MWHS-2资料在LAPS（Local Analysis and Prediction System）-WRF（Weather Research and Forecasting Model）系统中的同化效果进行定量评估。首先,对微波湿度计FY3C MWHS-2的观测偏差O-B（观测亮温O与模拟亮温B之差）随雷达反射率因子的变化特征进行了分析。研究发现,微波湿度计FY3C MWHS-2通道亮温的O-B偏差和地基雷达反射率因子之间存在一定的正相关关系,雷达反射率因子越大,O-B偏差越大。对于通道2–6和通道11–14而言,当雷达反射率因子小于10d BZ时,其O-B偏差的变化范围基本位于±2 K之间。在此统计分析基础上,利用微波湿度计FY3C MWHS-2的通道亮温、通道间亮温差、扫描角、方位角以及纬度等特征建立了一个基于机器学习算法梯度提升决策树（Gradient Boosting Decision Tree,GBDT）的陆地降水检测算法PDL（Precipitation Detction over Land）。该降水检测算法能剔除大部分受降水影响的资料,正确检测率可以高达～90%。经降水检测后,可使得微波湿度计FY3C MWHS-2的观测亮温（O）与模拟亮温（B）之间更加满足线性相关。同时,该算法能有效利用微波湿度计FY3C MWHS-2观测资料自身完成降水检测,有很好的应用前景。完善针对微波湿度计FY3C MWHS-2的质量控制方法后,在LAPS区域模式中实现了对微波湿度计FY3C MWHS-2资料的直接同化,并评估了同化FY3C MWHS-2水汽资料后对WRF模式的预报效果的影响。结果表明,LAPS-WRF同化微波湿度计FY3C MWHS-2资料后对位于强降水雨带区域处的湿度分析场进行了调整,并减小了预报场中湿度和风速等物理量的误差,进而在一定程度上提高了模式12 h降水量的预报水平,改善了降水的分布,尤其是大于50 mm的降水,同化微波湿度计FY3C MWHS-2资料后使得Ts评分提高了约23.9%。
张敬林,薛珂,杨智鹏,张峰,张人禾,杨杰,封国林[5]（2022）在《人工智能与物联网在大气科学领域中的应用》文中研究说明近年来人工智能和物联网等新兴技术在众多领域中取得了突破性进展,为大数据时代带来革命性的改变.与传统方法相比,人工智能和物联网技术因其在数据的获取、传输、分析和处理等方面具有显着的优势,在大气科学领域引起了广泛的关注.在全球极端天气事件、气象灾害频发的背景下,本文通过文献调研指出了运用人工智能与物联网相结合发展智慧气象的必要性.在简要介绍人工智能和物联网关键技术、应用场景的基础上,本文回顾了人工智能在大气科学领域的发展历程,从观测识别、数据处理、天气气候分析预报、商业行业应用四个方面总结了人工智能在该领域的研究现状,重点分析了深度学习方法的应用;从综合观测、灾害预警、气象服务三个方面介绍了物联网在大气科学领域的运用;并且进一步分析总结出了人工智能和物联网在大气科学领域融合发展、应用的新趋势.
何琦敏[6]（2021）在《地基GNSS水汽反演及其在极端天气中的应用研究》文中认为全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite Systems,GNSS）作为一项颠覆性的导航技术,在诸多重要领域（例如,测绘、气象、交通、环境和农业等）都得到了广泛的应用。GNSS作为一种新型的水汽探测手段,具有重要的研究前景和应用潜力。它克服了传统气象观测水汽的诸多缺点（成本高、时间分辨率低、仪器偏差与漂移影响较大、易受天气影响等）,能够实时反映大气环境的变化规律,全天候地获取全球大气水汽信息。然而,GNSS气象学作为一项快速发展的学科,在多尺度的天气灾害事件监测与预报模型的应用研究还很有限。本文以利用地基GNSS水汽反演技术监测极端天气的相关理论与应用为研究目标,对大气改正模型进行深入探讨,优化了GNSS水汽反演中的关键参数,对不同数据处理和观测模式的GNSS水汽产品进行了精度评估。首先建立了高精度的GNSS水汽监测系统,进而开展了极端天气下的水汽、温度、气压、风速和降雨量等多气象参数的研究,挖掘了水汽变化过程中的极端天气短临预警信号。本文的主要研究内容如下:（1）研究了5种主流的大气温度与气压经验模型在中国区域的精度分布情况以及它们的年、半年和日变化项的特征,为相应的模型选择以及优化提供理论参考。（2）针对气象数据的低时空分辨率问题,考虑了温度和气压的时空相关性,提出了一种基于IAGA（Improved Adaptive Genetic Algorithm,IAGA）改进的时空克里金（Kriging）模型（IAGA-Kriging）,解决了气象数据的时空不连续性问题,实验结果表明其精度优于传统的时空插值模型。（3）研究了多种基于地表气象参数建立的Tm回归模型在中国区域的精度,充分考虑了Tm的非线性特征,采用人工神经网络（Artificial Neural Network,ANN）和支持向量回归（Support Vector Regression,SVR）模型,对相应模型进行了进一步优化。结果表明,通过组合ANN或SVR模型,能够有效减小线性Tm模型的系统偏差。（4）建立了基于BNC+Bernese组合的GNSS水汽监测系统,并对该系统在不同观测和处理模式下输出的水汽精度进行了评估。结果表明,双差法反演的PWV（DD-PWV）对卫星星历的精度依赖性较小,即使在台风天气中,实时和事后的DD-PWV精度无明显差异。当使用精密单点定位法（PPP）反演PWV（PPP-PWV）时,实时的PPP-PWV精度低于事后精度。（5）以2018年香港超级台风“山竹”为例,研究了台风登陆前后,气温、气压、风速、降雨量和PWV的变化特征。提出了一种利用高时间分辨率的水汽产品监测台风的新方法,建立了台风移动的理论几何模型,使用该方法分别计算了5种不同等级的热带气旋移动速度,与气象部门发布的结果基本一致。本文为GNSS气象学进一步的发展提供了有价值的理论基础与应用参考,拓展了GNSS技术在热带气旋中的应用。该论文有图51幅,表33个,参考文献198篇。
向纯怡[7]（2021）在《基于多源融合资料的登陆我国热带气旋风雨非对称结构分析》文中提出登陆热带气旋（Tropical Cyclone,TC）是影响我国沿海地区的重要灾害性天气系统之一。以往研究表明,TC登陆过程中由于环境风垂直切变（Vertical Wind Shear,VWS）、TC移动和下垫面状况等因素的改变,不仅其强度会发生变化,同时其风场和降水结构也会发生明显变化。然而至今登陆TC风雨的不对称分布仍然是业务预报中的难点和挑战,也是台风动力学领域的重要科学问题之一。本文利用了两套多源融合资料MTCSWA和CMAPS,对74个登陆TC风场以及26个登陆TC降水的非对称结构特征和演变规律进行了较为细致的分析;并定义了新的反映风雨非对称性的客观指标;通过对典型登陆TC“利奇马”的观测分析和模拟研究,探讨了登陆前后TC内核区雨强的增幅和对流非对称增长的可能物理过程。主要结论如下:（一）71%的登陆TC近地面风场大值区偏向路径右侧（面向TC移动方向）,即ROT（Right of Track）型风场,且其非对称程度随TC强度增强而增加;29%登陆TC风场大值区偏向路径左侧,即LOT（Left of Track）型风场。ROT型风场的TC平均强度大于LOT型TC平均强度,但最大风速半径（Radius of Maximum Wind,RMW）明显小于LOT型风场的TC。此外,季风环境背景、海域差异和TC移速也是导致RMW分布差异的原因。登陆后各级风圈的非对称程度明显增加。（二）TC登陆过程中RMW越小,其内核区降水的对称化程度越高。研究表明,TC内核区降水雨强度在登陆后短时间内（一般6小时）有明显增幅,且雨强增长的幅度随TC登陆强度增大而增加;内核区轴对称平均雨强峰值在登陆时有向内收缩的趋势。TC登陆过程中降水非对称程度普遍增大,但登陆后的6小时内非对称度反而有所减小。TC登陆后内核区的非对称降水贡献率显着增加,且主要由1波非对称分布造成。强VWS条件下TC非对称降水主要分布在顺切变方向左侧（DL）;当TC以与海岸线分界线近垂直角度登陆时,非对称降水集中在移动方向的前侧（F）和右侧（R）。（三）对典型个例的观测分析及模拟研究表明,“利奇马”属于典型的ROT型非对称风场,内核区风圈在登陆前趋于对称;登陆后内核区对流在TC的北侧出现增幅,这可能与陆地下垫面热力条件改变造成的局地对流不稳定增长有关。登陆后强降水范围和雨强均出现了三次明显增幅,其中第一次增幅与内雨带雨强的爆发性增长有关。内雨带非对称分量的传播与TC的自身移动有关;而外雨带的非对称分量具有沿TC中心逆时针传播的特征。在弱切变条件（VWS<5米/秒）下,当TC以与海岸线近直角的方向移动时,其非对称降水偏向于TC移动方向的前侧（L）和右侧（R）。
潘裕山[8]（2020）在《东亚区域再分析资料在西北太平洋热带气旋模拟中的应用研究》文中认为本文主要探讨高分辨率东亚区域再分析资料在西北太平洋2015年热带气旋模拟中的应用研究,主要研究热带气旋的路径、强度,以及登陆华南地区的热带气旋伴随的降水。通过使用Advanced Research Weather Research and Forecasting Model（WRF-ARW）中尺度模式和Gridpoint Statistical Interpolation（GSI）同化系统发展东亚区域再分析系统。本文以东亚区域再分析系统输出的高分辨率东亚区域再分析资料的初步结果（下文简称为EARS）为基础,以西北太平洋2015年热带气旋的路径和强度的模拟结果和登陆华南地区的热带气旋降水预报为研究对象,与全球广泛应用的美国环境预报中心再分析资料（NCEP）,欧洲中期天气预报中心再分析资料（ERA-Interim）,欧洲中期天气预报中心新一代再分析资料（ERA5）,日本气象厅（JMA）55年再分析资料（JRA55）比较,同时与中国气象局（CMA）最佳路径数据集进行对比分析,得出的结果和结论如下:（1）EARS和NCEP,ERA-Interim,ERA5,JRA55全球再分析资料分别与CMA最佳路径数据集的22个西北太平洋热带气旋中心的平均距离偏差为20～140km,表明EARS和其它4套再分析资料可以准确地产生热带气旋路径。ERA5产生的热带气旋路径最好,JRA55、EARS和ERA-Interim次之,较差的为NCEP。当东亚区域再分析系统使用ERA5作为初始场和边界条件时,对热带气旋“Mujigae”路径的模拟基本与ERA5基本一致,模拟的路径更准确。东亚区域再分析系统模拟的热带气旋运动方向误差在发展和消亡阶段较大;当其使用ERA5作为初始场和边界条件时,模拟的热带气旋“Mujigae”运动方向误差得到改善。（2）东亚区域再分析系统具有更高的时空分辨率和合理的资料同化方案,可同化更精确的区域观测资料,对热带气旋近中心最大风速模拟能力较好,略优于ERA5,明显比JRA55、ERA-Interim、NCEP准确,可以更好地反映热带气旋强度和获得热带气旋精细化结构。（3）从东亚区域再分析系统以ERA5为初始场和边界条件（下文简称为:EARS（ERA5））和东亚区域再分析系统以ERA-Interim为初始场和边界条件（下文简称为:EARS（ERA-Interim））与中国自动站与CMORPH降水产品融合的逐时降水量网格数据集（下文简称为:融合降水）计算的Threat Score（TS）评分来看,不同日期、不同的初始场和边界条件及不同的降水阈值对东亚区域再分析系统在华南热带气旋的降水预报会产生不同的影响。整体而言,EARS（ERA5）较EARS（ERA-Interim）对华南热带气旋的降水预报更准确。结合热带气旋的强度和登陆时间,EARS（ERA5）较EARS（ERA-Interim）对处于成熟阶段的华南热带气旋及登陆期间的降水预报更准确。（4）通过与欧洲中期天气预报中心新一代陆面再分析资料（ERA5-Land）对比分析,得出结果如下:不同降水阈值、不同日期都会影响EARS（ERA5）和ERA5-Land对华南热带气旋降水预报。EARS（ERA5）在热带气旋“Kujira,Linfa”生命期间对华南降水预报更准确,ERA5-Land在热带气旋“Mujigae”生命期间对华南降水预报更准确。不管是EARS（ERA5）还是ERA5-Land对处于成熟阶段的华南热带气旋的降水预报更准确。
高郁东[9]（2020）在《多源多尺度气象观测资料的混合同化理论与实践》文中进行了进一步梳理大气运动存在多尺度性特征,不同尺度的大气运动受不同的动力、热力过程制约。大气探测技术历经几百年的发展,借助新型通信技术,遥感技术和电子计算机技术的进步,可以为天气预报提供丰富的多尺度信息。资料同化是气象观测资料和数值天气模式的桥梁。因此,针对多源多尺度气象观测资料的混合同化方案是提高数值天气预报水平的有效途径。本研究从我国自主研发的全球/区域同化预报系统（Global and Regional Analysis and Predication System,GRAPES）的三维变分（GRAPES3DVAR）和集合卡尔曼滤波（GRAPESEnKF）计算方案入手,分析了GRAPES3DVAR的响应尺度和GRAPESEnKF的固有缺陷,根据多源气象观测资料中的多尺度运动特征,提出迭代分析增量的混合同化（Iterative Increments Hybrid Data Assimilation,IIHDA）理论及其三种应用方案:第一种是在GRAPES3DVAR中使用多个递归滤波半径的分尺度同化（Categorized Scale Data Assimilation,CSDA）方案;第二种是将模型化的分析增量和流依赖的分析增量进行迭代混合的分尺度混合同化（Categorized Scale Hybrid Data Assimilation,CSHDA）方案;第三种是借鉴深度学习的计算流程,将流依赖的增益矩阵作为隐藏计算层的多层混合同化（Multilayers Hybrid Data Assimilation,MLHDA）方案。然后,本研究通过同化香港天文台提供的飞机穿越台风“妮妲”（2016）的外场观测资料,考察GRAPES3DVAR和GRAPESEnKF对中小尺度观测资料的同化能力。由于GRAPES3DVAR采用模型化的背景误差协方差,当观测资料分布不均匀时,容易在观测“盲区”产生虚假扰动,需要使用人造台风资料才能同时改进热带气旋（TC）的路径和强度预报。与GRAPES3DVAR不同,GRAPESEnKF的增益矩阵是通过集合预报显式计算得到,其中Schur乘积的滤波因子只限制观测资料的影响半径。唯有观测资料分辨率与模式网格距相当时,GRAPESEnKF后验集合平均的均方根误差（RMSE）最小,后续强度和路径预报最优。通过台风“天鸽”（2017）的云迹风,探空风和雷达径向风的同化实验证明,CSDA方案能将不同尺度的分析增量进行迭代,有效地解决了单一尺度变分同化中忽略或者错误拟合多尺度信息的问题,使初始场可以更合理地描述大气多尺度运动,改善预报效果。因为CSHDA方案采用流依赖的增益矩阵同化雷达径向风资料,不会在分析场中出现虚假扰动,对台风“天鸽”的强度预报改进十分显着。MLHDA方案将流依赖的增益矩阵作为弥补观测资料“盲区”的“预变换”算子,既保留了雷达径向风中TC的精细结构,还可以限制CSDA方案的水平扰动和CSHDA方案的垂直噪音,减小CSHDA方案的滤波发散,在整个循环同化过程中展现出较好的预报结果。此外,CSHDA方案和MLHDA方案不需要通过数值实验回算得到最佳响应尺度,具有较高的业务可行性。
孟智勇,张福青,罗德海,谈哲敏,方娟,孙建华,沈学顺,张云济,汪曙光,韩威,赵坤,朱磊,胡永云,薛惠文,马亚平,张丽娟,聂绩,周瑞琳,李飒,刘泓君,朱宇宁[10]（2019）在《新中国成立70年来的中国大气科学研究:天气篇》文中进行了进一步梳理天气指某一个地区距离地表较近的大气层在短时间内的具体状态.大气中气象要素的空间分布可表现为各种瞬息万变的天气现象,这些天气的分布和变化是由不同时空尺度的天气系统引起的.天气与民生息息相关,其发展演变一直是大气科学研究和应用的重点领域.天气学的发展与观测系统、动力学理论和数值模式的发展密切相连.中国从20世纪50年代初开始建设观测网,到目前已建成门类齐全、布局合理的地基、空基和天基综合气象观测系统.特别是新一代稠密雷达网以及风云卫星系列的发展以及多次大型野外观测试验的实施使我们对天气的认识从宏观的天气形势深入到中小尺度天气系统精细热动力、云微物理结构和演变特征.观测系统的发展同时也促进了理论、数值模式和模拟的发展,中国已由初期主要以引进国外模式为主发展为目前主要发展具有中国自主知识产权的数值模式系统,基于高分辨数值模拟结果对不同尺度天气的发生发展机理和可预报性有了深入理解.此外,天气学已由初期的独立发展逐渐向多学科交叉方向转变,气候和环境的变化与天气演变之间的相互作用已成为大气科学的热点和前沿问题.文章重点回顾过去70年来中国在对天气演变起重要作用的天气现象及其短期变化过程的物理本质、演变规律和预报方法领域所取得的重大科学和技术成果,主要根据正式发表的文献从大气动力学、天气尺度天气特征、台风及热带天气、强对流天气特征、数值天气预报及资料同化,以及天气与气候、大气物理及大气环境等交叉领域六个方面分别加以综述.
二、THE STRUCTURE OF TROPICAL CYCLONE BY TOVS AND ITS APPLICATION IN NUMERICAL WEATHER PREDICTION（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、THE STRUCTURE OF TROPICAL CYCLONE BY TOVS AND ITS APPLICATION IN NUMERICAL WEATHER PREDICTION（论文提纲范文）
（1）风云三号微波湿度计台风降水云区资料的仿真和同化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 云降水区卫星资料同化概况 |
| 1.2.2 云降水区卫星资料同化方法 |
| 1.2.3 星载微波探测仪资料的同化 |
| 1.2.4 国内云降水区微波资料同化进展 |
| 1.3 云降水区同化中的不确定性问题 |
| 1.3.1 云降水区同化方案存在的问题 |
| 1.3.2 云降水区同化中辐射传输的不确定性 |
| 1.4 论文章节安排 |
| 第2章 散射辐射传输及卫星资料同化理论 |
| 2.1 散射辐射传输理论 |
| 2.1.1 被动毫米波散射辐射传输 |
| 2.1.2 有云大气中的散射过程 |
| 2.1.3 单粒子散射计算方法 |
| 2.2 卫星数据同化理论 |
| 2.2.1 观测和模式误差 |
| 2.2.2 观测和模式的混合:贝叶斯角度的分析 |
| 2.2.3 变分同化方法 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 台风区MWHS全天候观测仿真 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 观测资料和模式数据分析 |
| 3.2.1 微波湿度计观测资料 |
| 3.2.2 Cloud Sat二级产品资料 |
| 3.2.3 RTTOV-SCATT模式 |
| 3.2.4 WRF模式数据分析 |
| 3.2.5 ECMWF全球模式数据 |
| 3.3 基于WRF预报场的全天候观测仿真评估 |
| 3.4 基于ECMWF预报场的全天候观测仿真评估 |
| 3.5 模拟亮温对水凝物的敏感性分析 |
| 3.5.1 基于模式廓线的雅可比分析 |
| 3.5.2 基于Cloud Sat云廓线的雅可比计算 |
| 3.6 微波湿度计通道信息量分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 台风降水云区辐射传输散射方案改进 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 研究路线 |
| 4.3 数据和模式分析 |
| 4.3.1 MWHS、Cloud Sat-TC和 AMSR-2 GPROF数据 |
| 4.3.2 主被动观测匹配台风个例 |
| 4.3.3 辐射传输模式和单散射特性库 |
| 4.3.4 主被动观测对台风水凝物的目标敏感性分析 |
| 4.4 基于Cloud Sat观测的雪廓线反演 |
| 4.4.1 非球形雪粒子Z_e-IWC关系计算 |
| 4.4.2 雷达衰减订正 |
| 4.4.3 雪混合比廓线反演结果:个例研究 |
| 4.4.4 微物理特性对Z_e-IWC函数和反演的影响 |
| 4.5 MWHS辐射传输散射方案改进 |
| 4.5.1 被动辐射传输计算 |
| 4.5.2 雪散射计算最优方案选取 |
| 4.5.3 非球形粒子集合散射方案验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 MWHS台风降水云区资料同化 |
| 5.1 同化方法和个例介绍 |
| 5.1.1 GSI同化模式 |
| 5.1.2 云中水含量观测算子 |
| 5.1.3 1D-Bay+3DVar同化方案 |
| 5.1.4 台风个例描述 |
| 5.2 云区水凝物反演 |
| 5.2.1 MWHS云中固态水路径反演 |
| 5.2.2 MWRI云中液态水路径反演 |
| 5.3 台风同化试验和结果 |
| 5.3.1 试验设计 |
| 5.3.2 同化结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 论文创新点及主要贡献 |
| 6.3 未来研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）ECMWF模式对西北太平洋热带气旋生成的预报能力及物理过程研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩写词表 |
| 第一章 前言 |
| 1.1 研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究动态 |
| 1.2.1 热带气旋生成的大尺度环流背景场 |
| 1.2.2 热带气旋生成预报技术评估 |
| 1.2.3 热带气旋生成预报的机理研究 |
| 1.3 热带气旋生成预报技术和关键机理研究存在的问题及拟解决的科学问题 |
| 1.4 论文章节安排 |
| 第二章 资料和方法 |
| 2.1 资料 |
| 2.2 分析方法 |
| 2.2.1 客观识别模式预报热带气旋的方法 |
| 2.2.2 热带气旋预报类型客观分类法 |
| 2.2.3 客观识别热带气旋生成的天气环流场的方法 |
| 2.2.4 相关诊断量的计算 |
| 第三章 ECMWF模式对热带气旋生成的预报能力评估 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 各天气尺度流场的预报技巧 |
| 3.3 各预报类型的年际变率 |
| 3.4 各预报类型的季节变率 |
| 3.5 热带气旋生成位置和生命史的活动特征 |
| 3.6 本章小节 |
| 第四章 环境场以及热力因子对模式预报涡旋生成的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 影响热带气旋生成的物理过程研究 |
| 4.3 热力因子演变特征 |
| 4.3.1 时间演变特征 |
| 4.3.2 空间演变特征 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 动力因子对模式预报涡旋生成的影响 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 动力因子演变特征 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 模式预报涡旋的生成机理研究 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 热带气旋生成机理研究 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 结论与讨论 |
| 7.1 主要的结论 |
| 7.2 讨论 |
| 7.3 本文特色和创新点 |
| 7.4 存在的不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 导师简介 |
（3）雷达径向风资料同化对登陆台风数值预报的改进（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 雷达资料同化在台风数值模拟和预报中的研究进展 |
| 1.2.1 雷达径向风同化 |
| 1.2.2 反射率因子同化 |
| 1.3 科学问题及论文主要结构 |
| 1.3.1 科学问题的提出 |
| 1.3.2 论文主要结构 |
| 第2章 研究方法和模式介绍 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 集合卡尔曼滤波同化理论方法 |
| 2.3 中国CINRAD型多普勒天气雷达 |
| 2.4 中尺度模式WRF简介 |
| 2.5 径向速度退模糊软件 |
| 2.6 本文使用到的观测数据 |
| 第3章 台风内外核雷达资料对同化结果的敏感性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 研究个例和同化方案设计 |
| 3.2.1 个例介绍 |
| 3.2.2 同化方案 |
| 3.3 雷达资料预处理 |
| 3.4 台风同化分析 |
| 3.5 台风同化预报 |
| 3.6 小结 |
| 第4章 空间均匀雷达资料稀疏化算法对台风同化预报的改进 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 空间均匀雷达资料稀疏化算法(ESTM) |
| 4.3 台风彩虹(2015)个例模拟分析 |
| 4.3.1 个例简介 |
| 4.3.2 数值试验设计 |
| 4.3.3 雷达观测资料 |
| 4.3.4 路径、强度同化分析和预报 |
| 4.3.5 台风结构 |
| 4.3.6 降水预报 |
| 4.4 台风批量试验验证 |
| 4.4.1 路径和强度批量评估 |
| 4.4.2 定量降水预报评分 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 雷达同化技术在我国台风短临业务预报中的应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 快速更新短临预报技术方案 |
| 5.2.1 数值预报模式设置 |
| 5.2.2 雷达资料预处理 |
| 5.2.3 集合卡尔曼滤波同化方案 |
| 5.2.4 系统模块流程 |
| 5.2.5 系统运行环境 |
| 5.2.6 系统输入数据 |
| 5.3 2020 年实时预报误差检验分析 |
| 5.3.1 检验说明 |
| 5.3.2 路径和强度检验 |
| 5.3.3 降水检验 |
| 5.3.4 大风检验 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 结论与讨论 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 论文创新点及今后工作打算 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）FY3C MWHS-2的陆地降水检测算法研究及其在LAPS-WRF同化系统中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 第二章 模式和仪器介绍 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 多源融合模式LAPS |
| 2.3 数值预报模式WRF |
| 2.4 辐射传输模式CRTM |
| 2.5 仪器资料介绍 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 FY3C MWHS-2 观测偏差O-B的特征分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 数据介绍 |
| 3.3 CRTM模式设置 |
| 3.4 FY3C MWHS-2 的观测偏差O-B随纬度和扫描角的变化特征 |
| 3.5 FY3C MWHS-2 的观测偏差O-B对降水的响应特征 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于GBDT的 FY3C MWHS-2 降水检测算法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 训练集和测试集的构建 |
| 4.3 算法介绍 |
| 4.4 对降水检测算法PDL的效果检验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 LAPS同化FY3C MWHS-2 资料在暴雨个例中的应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 FY3C MWHS-2在LAPS-WRF中的同化方法 |
| 5.3 暴雨个例介绍 |
| 5.4 对FY3C MWHS-2 同化结果的检验评估 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 特色与创新点 |
| 6.3 存在的问题及研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 个人履历 |
| 个人简介 |
| 博士期间发表论文 |
| 参与项目 |
| 参加学术活动 |
| 致谢 |
（5）人工智能与物联网在大气科学领域中的应用（论文提纲范文）
| 0 引 言 |
| (1)人工智能简介 |
| (2)物联网简介 |
| (3)人工智能和物联网的融合 |
| 1 人工智能在大气科学领域的应用 |
| 1.1 发展历程 |
| 1.1.1 专家系统时期 |
| 1.1.2 传统机器学习时期 |
| 1.1.3 深度学习时期 |
| 1.2 应用现状 |
| 1.2.1 气象观测识别 |
| 1.2.2 气象数据处理 |
| 1.2.3 天气、气候分析预报 |
| 1.2.4 商业或行业应用 |
| 2 物联网技术在气象领域的应用 |
| 2.1 综合气象观测 |
| 2.2 气象灾害预警 |
| 2.3 气象服务 |
| 3 人工智能和物联网在气象领域的综合应用 |
| 4 结 语 |
（6）地基GNSS水汽反演及其在极端天气中的应用研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 存在的主要问题 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 章节安排 |
| 2 大气水汽反演理论 |
| 2.1 地基GNSS水汽反演 |
| 2.2 探空数据水汽反演 |
| 2.3 大气再分析资料水汽反演 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 区域大气改正模型 |
| 3.1 常用的大气经验模型 |
| 3.2 基于ERA5 的中国区域大气经验模型构建 |
| 3.3 常用的大气插值模型 |
| 3.4 基于IAGA模型改进的时空Kriging大气插值模型 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 区域大气加权平均温度模型 |
| 4.1 几种气象要素和地理高度与T_m的相关性分析 |
| 4.2 基于地表气象参数和高程改正的T_m单因子回归模型 |
| 4.3 基于地表气象参数的多因子T_m改正模型 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 高精度地基GNSS水汽监测系统与精度验证 |
| 5.1 软件介绍 |
| 5.2 实时GNSS-PWV精度分析 |
| 5.3 台风天气下GNSS-PWV精度分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 利用地基GNSS水汽产品研究极端天气事件 |
| 6.1 地基GNSS水汽产品在典型极端天气中的应用 |
| 6.2 台风天气下大气参数的变化特征 |
| 6.3 利用高时空分辨率水汽资料监测台风运动 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（7）基于多源融合资料的登陆我国热带气旋风雨非对称结构分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 登陆热带气旋概述 |
| 1.2.1 全球登陆热带气旋的基本特征 |
| 1.2.2 我国登陆热带气旋的活动特征 |
| 1.3 热带气旋的结构特征 |
| 1.3.1 热带气旋的基本结构 |
| 1.3.2 登陆过程中螺旋雨带的演变 |
| 1.3.3 登陆过程中的风场的演变 |
| 1.4 影响登陆热带气旋结构变化的环境因素 |
| 1.4.1 影响登陆热带气旋结构变化的外部因素 |
| 1.4.2 影响登陆热带气旋结构变化的内部因素 |
| 1.5 登陆热带气结构观测进展及难点问题 |
| 1.5.1 登陆热带气旋风雨结构的观测进展 |
| 1.5.2 登陆热带气旋风雨结构分析及预报中难点问题 |
| 1.6 主要内容及科学问题 |
| 1.7 章节安排 |
| 第二章 多源融合资料及主要方法 |
| 2.1 多源融合资料 |
| 2.1.1 多源融合风场资料(MTCSWA) |
| 2.1.2 多源融合降水资料(CMPAS) |
| 2.2 其他资料 |
| 2.3 主要方法 |
| 2.3.1 热带气旋风场非对称的定义 |
| 2.3.2 降水场非对称度定义 |
| 2.3.3 其他方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 热带气旋风场非对称结构的观测分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.1.1 影响登陆热带气旋风场分布的主要因素 |
| 3.1.2 研究目的及思路 |
| 3.2 热带气旋水平风场的基本特征 |
| 3.2.1 表征热带气旋风场结构的特征参数 |
| 3.2.2 热带气旋内核区风场的结构特征 |
| 3.2.3 热带气旋不同等级风圈的结构特征 |
| 3.3 登陆热带气旋水平风场的非对称结构 |
| 3.3.1 登陆热带气旋的ROT和 LOT型风场分布 |
| 3.3.2 不同等级风圈的非对称结构分析 |
| 3.4 TC风场特征参数的客观估计方法 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 热带气旋登陆过程中降水的非对称分布 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 热带气旋登陆过程中轴对称部分降水特征 |
| 4.3 热带气旋登陆过程中非对称降水的分布特征 |
| 4.4 影响降水非对称分布的外部条件 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 “利奇马”登陆前后降水分布的观测分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 “利奇马”概况 |
| 5.3 极端降水的时空分布特征 |
| 5.4 “利奇马”内核区雨带的演变 |
| 5.5 环境背景场对降水增幅的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 “利奇马”登陆过程中风雨结构的模拟研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 模拟设置及结果检验 |
| 6.2.1 模式简介 |
| 6.2.2 模式设计 |
| 6.2.3 模拟结果检验 |
| 6.3 登陆过程中风场结构的模拟结果分析 |
| 6.4 登陆过程中对流的非对称结构的模拟结果分析 |
| 6.5 小结与讨论 |
| 第七章 总结与讨论 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.1.1 登陆TC风场的非对称特征及演变 |
| 7.1.2 登陆TC降水的非对称特征及演变 |
| 7.1.3 典型个例“的观测及模拟研究 |
| 7.2 论文创新点及存在的问题 |
| 7.2.1 本文的创新点 |
| 7.2.2 存在的不足 |
| 7.3 值得进一步研究的问题 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）东亚区域再分析资料在西北太平洋热带气旋模拟中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 研究意义与进展 |
| 1.2 中尺度数值模式 |
| 1.2.1 中尺度数值模式的进展 |
| 1.2.2 WRF-ARW区域数值模式 |
| 1.3 资料同化 |
| 1.3.1 资料同化的进展 |
| 1.3.2 GSI资料同化系统 |
| 1.3.3 快速辐射传输模式 |
| 1.3.4 观测资料质量控制 |
| 2 东亚区域再分析系统 |
| 2.1 背景场和同化的资料 |
| 2.2 模式和资料同化方案 |
| 2.3 资料同化质量控制 |
| 3 东亚区域再分析系统对2015年西北太平洋热带气旋模拟的评估 |
| 3.1 用于评估的最佳路径数据集和全球再分析资料 |
| 3.1.1 CMA热带气旋最佳路径数据集 |
| 3.1.2 全球再分析资料 |
| 3.2 东亚区域再分析系统对热带气旋模拟和结果对比 |
| 3.2.1 东亚区域再分析系统对热带气旋路径的模拟情况 |
| 3.2.2 东亚区域再分析系统对热带气旋强度的模拟情况 |
| 4 东亚区域再分析系统对2015年华南热带气旋降水预报的评估 |
| 4.1 资料和方法 |
| 4.1.1 用于评估的降水资料 |
| 4.1.2 方法 |
| 4.2 不同初始场对东亚区域再分析系统在华南热带气旋降水预报的影响 |
| 4.3 EARS(ERA5)和ERA5-Land对华南热带气旋降水预报对比 |
| 5 结论和展望 |
| 5.1 结果与结论 |
| 5.2 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 导师简介 |
（9）多源多尺度气象观测资料的混合同化理论与实践（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 大气运动具有多尺度特征 |
| 1.2 气象观测资料日益增加 |
| 1.3 资料同化方法的回顾与发展 |
| 1.4 本研究拟解决的科学问题与创新点 |
| 1.5 本研究的主要内容 |
| 第二章 资料与方法简介 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 多源风场观测资料介绍 |
| 2.3 GRAPES_3DVAR和 GRAPES_EnKF简介 |
| 2.3.1 GRAPES_3DVAR简介 |
| 2.3.2 GRAPES_EnKF简介 |
| 2.4 迭代分析增量混合同化理论介绍 |
| 2.5 酉空间组合更新算法及其理想实验 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 GRAPES_EnKF同化飞机穿越台风眼区资料 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 飞机资料的多尺度信息与稀疏化 |
| 3.3 GRAPES_EnKF同化飞机资料对模拟台风“妮妲”的影响 |
| 3.3.1 实验设计 |
| 3.3.2 结果分析 |
| 3.3.3 敏感性实验 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 GRAPES_3DVAR同化飞机资料和人造台风资料 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 飞机观测资料的稀疏化与人造台风资料的生成 |
| 4.3 GRAPES_3DVAR同化飞机资料对模拟台风“妮妲”的影响 |
| 4.3.1 实验设计 |
| 4.3.2 结果分析 |
| 4.3.3 敏感性实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 GRAPES_3DVAR的分尺度同化实验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 不同观测在GRAPES_3DVAR中的最佳响应尺度 |
| 5.2.1 实验设计 |
| 5.2.2 结果分析 |
| 5.3 分尺度同化对模拟台风“天鸽”的影响 |
| 5.3.1 实验设计 |
| 5.3.2 结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 分尺度和多层混合同化实验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 分尺度和多层混合同化的效果 |
| 6.2.1 实验设计 |
| 6.2.2 结果分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 未来展望 |
| 附录A |
| 附录B |
| 附录C |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
（10）新中国成立70年来的中国大气科学研究:天气篇（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 大气动力学研究 |
| 2.1 大气适应过程的尺度理论 |
| 2.2 行星波动力学 |
| 2.3 大气环流及其异常现象 |
| 3 天气尺度天气特征研究 |
| 3.1 锋面 |
| 3.2 急流 |
| 3.3 低涡 |
| 3.4 华南前汛期暴雨 |
| 3.5 寒潮、雨雪冰冻天气 |
| 4 台风和热带天气研究 |
| 4.1 台风及热带大气动力学 |
| 4.1.1 台风 |
| 4.1.2 副热带高压 |
| 4.1.3 热带波动和MJO |
| 4.2 台风及热带大气过程观测研究 |
| 4.3 台风和热带大气过程数值预报技术 |
| 5 强对流天气研究 |
| 5.1 观测 |
| 5.2 发生发展特征和机理研究 |
| 5.3 预报和预警 |
| 6 数值天气预报及资料同化研究 |
| 6.1 数值天气预报模式的研究进展 |
| 6.2 业务数值天气预报的发展和应用 |
| 6.3 资料同化方法的研究 |
| 6.4 业务数值预报模式资料同化系统的发展 |
| 7 天气与气候、大气物理及环境交叉研究 |
| 7.1 气候变化背景下的天气长期演变特征 |
| 7.2 极端降水对未来气候暖化的响应研究 |
| 7.3 降水和雷暴的长期变化特征对空气污染的响应研究 |
| 7.4 降水和雷暴的短时变化对空气污染的响应研究 |
| 8 结语 |
四、THE STRUCTURE OF TROPICAL CYCLONE BY TOVS AND ITS APPLICATION IN NUMERICAL WEATHER PREDICTION（论文参考文献）
- [1]风云三号微波湿度计台风降水云区资料的仿真和同化[D]. 窦芳丽. 中国气象科学研究院, 2021(02)
- [2]ECMWF模式对西北太平洋热带气旋生成的预报能力及物理过程研究[D]. 梁梅. 广东海洋大学, 2021(02)
- [3]雷达径向风资料同化对登陆台风数值预报的改进[D]. 冯佳宁. 中国气象科学研究院, 2021(02)
- [4]FY3C MWHS-2的陆地降水检测算法研究及其在LAPS-WRF同化系统中的应用[D]. 刘淑贤. 南京信息工程大学, 2021(01)
- [5]人工智能与物联网在大气科学领域中的应用[J]. 张敬林,薛珂,杨智鹏,张峰,张人禾,杨杰,封国林. 地球物理学进展, 2022
- [6]地基GNSS水汽反演及其在极端天气中的应用研究[D]. 何琦敏. 中国矿业大学, 2021(02)
- [7]基于多源融合资料的登陆我国热带气旋风雨非对称结构分析[D]. 向纯怡. 南京信息工程大学, 2021(01)
- [8]东亚区域再分析资料在西北太平洋热带气旋模拟中的应用研究[D]. 潘裕山. 广东海洋大学, 2020(02)
- [9]多源多尺度气象观测资料的混合同化理论与实践[D]. 高郁东. 兰州大学, 2020(10)
- [10]新中国成立70年来的中国大气科学研究:天气篇[J]. 孟智勇,张福青,罗德海,谈哲敏,方娟,孙建华,沈学顺,张云济,汪曙光,韩威,赵坤,朱磊,胡永云,薛惠文,马亚平,张丽娟,聂绩,周瑞琳,李飒,刘泓君,朱宇宁. 中国科学:地球科学, 2019(12)