存在模型误差时基于集合的数据同化中 inflation 的动力学效应
数据分析、统计与概率
2021-10-18 v2 统计力学
混沌动力学
摘要
我们研究了在存在模型误差的情况下，乘性协方差 inflation 与加性协方差 inflation 对集合动力学的角色。我们表明，乘性 inflation 显著影响集合异常值向后向李雅普诺夫向量的对齐。尽管集合预期会坍缩到对应于李雅普诺夫谱不稳定部分的子空间上，但乘性 inflation 的使用有助于将该子空间之外的异常值保留下来。鉴于模型误差意味着分析误差并未完全局限在局部不稳定子空间上，乘性 inflation 的这一被发现特性对于最优滤波至关重要。我们提出了混合方案，其中加性扰动通过适当增大集合所张成子空间的维数来补充乘性 inflation。与单独使用乘性 inflation 相比，混合方案在 Lorenz-96 模型上改善了分析 RMSE，这强调了在设计加性 inflation 方案时模型动力学的角色。
引用
@article{arxiv.2110.06769,
title = {Dynamical effects of inflation in ensemble-based data assimilation under the presence of model error},
author = {Scheffler Guillermo and Carrassi Alberto and Ruiz Juan and Pulido Manuel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.06769},
year = {2021}
}