不稳定子空间中的四维变分同化(4DVar-AUS)及最优子空间维数
混沌动力学
2009-11-18 v2
摘要
四维变分同化(4DVar)中使用的一个关键先验信息是对系统演化方程的认知。本文提出了一种充分利用系统动力学不稳定性知识以提高分析质量的方法。我们给出了一种算法——不稳定子空间中的四维变分同化(4DVar-AUS)，该算法将控制变量的增量限制在此子空间中。我们假设存在一个用于此限制的最优子空间维数。支持本方法的理论论据得到了在一个简单完美非线性模型场景中数值实验的支撑。研究发现，均方根分析误差是分析所限子空间维数N的函数，并在N约等于不稳定与中性流形维数时达到最小。对于所有同化窗口（从1天到5天），4DVar-AUS的表现均优于标准4DVar。在存在观测噪声的情况下，4DVar解虽然更接近观测值，却偏离真实值更远。4DVar-AUS的实现不需要伴随积分。
引用
@article{arxiv.0902.2714,
title = {Four-dimensional variational assimilation in the unstable subspace (4DVar-AUS) and the optimal subspace dimension},
author = {Anna Trevisan and Massimo D'Isidoro and Olivier Talagrand},
journal= {arXiv preprint arXiv:0902.2714},
year = {2009}
}
备注
16 pages, 4 figures