四維資料同化是2009年公布的大氣科學名詞。
| 中文名稱 | 四維資料同化 |
| 英文名稱 | four-dimensional data assimilation |
| 定 義 | 將非常規時刻觀測資料及時引入數值模式的初始場和預報初估場，組成一種數值天氣分析-預報系統，使分析和預報初估場同時進行並不斷得到更新，得出連續的天氣分析和預報圖。 |
| 套用學科 | 大氣科學（一級學科），動力氣象學（二級學科） |
四維資料同化是2009年公布的大氣科學名詞。定義將非常規時刻觀測資料及時引入數值模式的初始場和預報初估場，組成一種數值天氣分析-預報系統，使分析和預報初估場同時進行並不斷得到更新，得出連續的天氣分析和預報圖。出處《大氣科...
四維同化 四維同化是氣象資料處理的一種。把不同時刻不同精度的資料用統一的分析預報系統進行處理，使各氣象要素在動力和熱力上協調起來。
《四維變分同化CPU/GPU協同並行計算研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由朱小謙擔任項目負責人的面上項目。中文摘要 四維變分同化是當前數值天氣預報領域極有價值的資料同化方法，對於提高中期數值天氣預報效果起到了關鍵作用，但是其巨大的計算量是制約技術發展和業務化的重要因素，開展四維變分同化並行算法研究具有...
《氣象資料四維變分同化可擴展並行算法研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由張衛民擔任項目負責人的專項基金項目。中文摘要 四維變分同化是當前數值天氣預報中最有發展潛力的同化方法，巨大的計算量和I/O量是阻礙其在業務數值預報系統中被廣泛使用的重要因素。該項目主要研究四維變分同化的並行最最佳化算法、並行伴隨...
本項目將開展多源衛星臭氧資料全球四維變分同化的關鍵技術研究，主要包括：大氣成分資料同化新方法、臭氧不同尺度背景誤差特徵刻畫、基於混合範數的觀測質量控制、自適應偏差訂正、臭氧化學輸送模式、平流層物理和化學參數化方案以及衛星觀測運算元的切線性/伴隨模式等。目標是實現不同類型衛星(包括風雲三號)臭氧觀測的最優...
綜合起來可以概括定義數據同化包括4個基本要素：模擬自然界真實過程的動力模型；狀態量的直接或間接觀測數據；不斷將新觀測的數據融入過程模型計算中、校正模型參數、提高模型模擬精度的數據同化算法；驅動模型運行的基礎參量數據。資料同化的主要任務是將各種不同來源，不同誤差信息，不同時空解析度的觀測資料融合進入數值...
由於僅使用靜態背景誤差信息而缺乏流依賴誤差特徵，傳統的四維變分資料同化方法（4DVar）已經越來越不能滿足日益增長的套用需求。為了克服4DVar的上述缺點，本項目借鑑混合增益矩陣的思想，研究將流依賴誤差信息和靜態背景誤差信息相結合的有效方法。首先研究將集合擾動、集合誤差協方差和觀測誤差協方差進行多尺度分解，並...
設計與開發了基於主成分方法的快速輻射傳輸模式(PC_RTTOV)，實現了針對紅外高光譜輻射率資料的主成分信息的快速提取，並以此為基礎初步構建了一個四維變分資料同化原型系統。在已有的快速輻射傳輸模式(RTTOV)中增加計算光譜主成分分數的模組，經過生成LBL 輻射率的樣本資料庫和相關的回歸訓練測試，直接模擬主成分分數。
數值預報模式四維同化研究 數值預報模式四維同化研究是由瀋陽區域氣候中心完成的科技成果，登記於1996年10月31日。成果信息
第7章以多通道紅外輻射率探測資料同化為例，簡單介紹作者的一個博士生在四到五年博士研究學習期間完成的兩篇科學論文的主要內容。第8章分兩部分，第一部分介紹四維變分同化在颱風假渦旋初始化中的套用；第二部分介紹利用衛星總臭氧資料改進颱風路徑預報的一個新方案。圖書目錄 第1章 函式插值 1．1 引言 1．2 ...
5.1 變分資料同化的多重格線策略96 5.2 多重格線NLS-4DVar算法98 5.3 多重格線NLS-4DVar的數值驗證102 5.3.1 單點觀測試驗設計102 5.3.2 單點觀測試驗結果103 5.3.3 綜合評估試驗設計105 5.3.4 綜合評估試驗結果105 第6章 從NLS-4DVar到NLS-i4DVar111 6.1 整體校正i4DVar113 6.2 從i4D...
本書簡述如何從物理觀測資料中提取大氣變數有用信息的大氣資料同化方法。內容包括資料同化在數值天氣預報中的作用、大氣控制方程組、函式擬合插值方法、逐步訂正方法、最優插值方法、濾波器、極小化算法、伴隨技術、三維和四維變分資料同化方法、極軌和靜止環境氣象衛星資料、全球定位系統無線電掩星資料和多種衛星觀測資料中...
其次，在WRFDA軟體框架結構的基礎上，研究和初步構建了一個為全球譜模式提供初始場的四維變分資料同化系統，並實現了ATOVS衛星輻射率和GPS掩星彎曲角等觀測的直接同化功能。再次，雲水衛星觀測資料同化中數值預報模式一般都包含有物理過程，如湍流混合、濕對流、格點尺度降水等。由於物理過程的複雜性，一般使用參數化方法...
龔建東，男，漢族，正研級高工，博士生導師。現任中國氣象局地球系統數值預報中心主任，科技部數值預報創新團隊骨幹成員，中國氣象局數值預報攻關團隊資料同化方向首席專家，十三五國家重點研發計畫“重大自然災害監測預警與防範”之“衛星資料四維同化關鍵技術研發與系統建立”項目的首席科學家，第十四屆全國政協委員。主要...
（3）充分利用從區域到全球各種尺度的模式，在觀測的基礎上研究季風的物理機制、並且通過四維資料同化增加外場試驗部分的觀測資料。試驗核心 季風試驗研究的核心內容之一是外場觀測（大氣觀側、海洋觀測、海氣界面觀測、衛星觀測等），觀測項目包括無線電探空、地面觀測，雷達.科學考察船、無人飛機、衛星觀測、海洋邊界層...
2010年建成現代化的南京大學氣象台；2012年建成地球系統區域過程綜合觀測試驗基地（SORPES）；2013年聯合7所高校和4個科研院所組建江蘇省氣候變化協同創新中心；2015年獲批大氣與地球系統科學（教育部）國際合作聯合實驗室；2016年建有中國氣象局-南京大學氣候預測研究聯合實驗室、中國氣象局-南京大學天氣雷達及資料套用聯合...
作為輸入的大尺度氣象數據有兩種來源，一種是大尺度氣象模式的實時預報場，另一種是用歷史觀測資料同化得到的再分析氣象數據。INTERPF。由於前面的分析都是在標準氣壓面上進行的，而MM5採用的是σ坐標，因此需要INTERPF模組處理分析場和中尺度模式之間的數據轉換。它包括垂直插值、診斷分析並重新指定數據的格式。MM5的...
隨著衛星資料的不斷積累，以及大量非常規探測資料的使用，客觀分析有可能從分析一個時間多層次的資料發展到多個時間多層次的資料，從靜態分析發展到動態分析，從單純的擬合發展到四維資料的同化分析。現代的客觀分析提出了大氣總體系統的分解、協調和最佳化的理論模型，將資料分析和天氣預報聯繫在一起，使天氣分析預報向系統...
種種係數或參數常常因人而異，所以，此前進行全球範圍的海–氣熱交換的計算研究面臨重重困難。隨著衛星遙感技術的突飛猛進和計算機技術、四維資料同化技術的發展，無論是觀測的數量、精度，還是計算模式的精度，都有很大提高，從而大大推動了全球或區域性海–氣熱交換的計算研究。
面向環境保障和銀河高性能計算套用開發需要，開展數值天氣預報、海洋環境模擬和高性能計算套用環境三方面的研究工作，包括：全球中期數值天氣預報模式、氣象資料四維同化、海洋環境模擬、集合預報、中層大氣環境、高性能計算套用環境等。取得的主要成果包括高解析度全球中期數值天氣預報譜模式、氣象資料四維變分同化系統、海氣...
《基於集合分析的流依賴背景場誤差協方差模型研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由張衛民擔任項目負責人的面上項目。中文摘要 針對現有全球四維變分資料同化的背景誤差協方差模型的不足，結合集合分析和球面小波的優勢研究流依賴背景誤差協方差模擬方法。首先利用觀測和物理過程趨向擾動研究能夠合理模擬背景預報誤差來源...
災害天氣預測理論和方法研究融合多種類型觀測資料的三維、四維同化技術和資料同化系統研究；配有精細物理過程和變分同化系統的災害天氣精細數值預報系統的發展及在國家與地方業務部門的推廣使用；雷達遙感反演的實時三維氣象場和數值模式相結合的災害天氣短時臨近預報系統研製及其在國家與地方業務部門的推廣使用。總體定位 建立...
《定量遙感》自成體系，首先概要論述了定量遙感的基礎理論，分章節著重介紹大氣、植被冠層、土壤和雪面的輻射傳輸模型，並結合套用實例詳細介紹了感測器定標、大氣糾正、幾何糾正、各種植物生理參數（如葉面積指數、植物吸收的光合作用有效輻射比例） 、地球物理參數（如寬波段反照率、發射率和表面溫度）和四維數據同化等...
6.3.7 四維資料同化 第七章 城市人工水體氣象效應的三維數值模擬 7.1 鄭東新區建設規劃和鄭州市本底氣候特徵 7.2 龍湖水體氣象效應敏感性數值試驗方案設計 7.3 龍湖水體環境效應敏感性試驗結果分析 7.3.1 平均溫度 7.3.2 平均溫度日變化 7.3.3 平均風速 7.3.4 平均風速日變化 7.3.5 平均...
對南海颱風產生的風暴流和風暴潮模擬結果與實測結果基本吻合；進行了南海海域海流多年一遇參數的區劃研究。基於溫度擴散模型的數值試驗表明，通過溫度場的時空資料可以反演出垂直於等溫線的運動。進行了的資料四維同化方法包括初值同化和參數最佳化；首次通過構造一組微分方程組計算目標泛函的下降方向。
淮河流域氣象中心基金項目“多元變數背景場誤差協方差在淮河流域降水資料同化中的套用研究(2013-2014)"，主持人；科技部公益性行業（氣象）專項“WRF-EnSRF四維同化業務預報系統關鍵技術研究(2009-2011)"，參加人；江蘇省高校自然科學研究計畫項目“河口海岸風暴潮數值預報模型敏感性研究(2009-2010)"，主持人 主要論文 D...
定量遙感》自成體系，首先概要論述了定量遙感的基礎理論，分章節著重介紹大氣、植被冠層、土壤和雪面的輻射傳輸模型，並結合套用實例詳細介紹了目前感測器定標、大氣糾正、幾何糾正、各種植物生理參數（如葉面積指數、植物吸收的光合作用有效輻射比例） 、地球物理參數（如寬波段反照率、發射率和表面溫度）和四維數據同化...
發展實用的熱帶海洋資料四維同化能力。採用四維同化技術，組織並實現TOGA 10年資料的完整組合。維持大氣觀測系統，包括在任何時間內至少維持兩個極軌衛星，每日對OLR(射出長波輻射)和SST(海面溫度)場進行測量，保證赤道太平洋探空站的日常工作和在熱帶太平洋定點觀測的實時傳輸。設計一個有價值的熱帶觀測系統，以支持並檢驗...
2007年1月至2007年3月，德國阿爾弗里德韋格納極地與海洋研究所（AWI）博士後研究人員，從事全球大洋Argo資料四維數值同化研究；2007年7月至2007年9月，漢堡海洋研究所博士後研究人員，從事地球系統數值模擬和氣候變化研究；2009年1月至2009年2月，漢堡海洋研究所訪問學者，從事地球系統數值模擬和氣候變化研究；2011年8月至...
第5章 基於IOCAS ICM的四維變分資料同化系統及其初步套用 172 5.1 四維變分資料同化方法及其伴隨模式 172 5.1.1 引言 172 5.1.2 四維變分資料同化方法 173 5.1.3 切線性模式 175 5.1.4 伴隨模式 177 5.1.5 *最佳化過程 180 5.1.6 小結與討論 182 5.2 IOCASICM的四維變分資料同化預測系統的最佳化 ...
