《陸面觀測、模擬與數據同化》是2013年高等教育出版社出版的圖書，作者是梁順林、李新、謝先紅。
基本介紹
- 中文名：陸面觀測、模擬與數據同化
- 作者：梁順林、李新、謝先紅
- 出版社：高等教育出版社
- 出版時間：2013年
- ISBN：9787040375572
圖書簡介,目錄,
圖書簡介
本書圍繞陸面過程的數據同化方法框架，從數據源、模型參數化、同化理論和同化方法的套用四個方面，系統地闡述了水分和能量循環的定量描述手段。
目錄
第1章 陸面數據同化系統中的遙感數據產品
1.1 引言
1.2 大氣驅動數據
1.2.1 輻射數據
1.2.2 空氣溫度
1.2.3 水汽
1.2.4 降水
1.3 陸表遙感數據產品
1.3.1 地表溫度
1.3.2 地表反照率
1.3.3 葉面積指數
1.3.4 fpar
1.3.5 植被指數
1.3.6 土壤濕度
1.4 模型參數化的土地覆蓋數據
1.5 小結
參考文獻
第2章 中國第二代極軌氣象衛星——風雲三號及其在全球監測中的套用
2.1 中國氣象衛星歷史回顧
2.2 風雲三號系列衛星的任務
2.3 fy-3a和fy-3b星上遙感儀器
2.4 fy-3a和fy-3b地面套用系統設計
2.5 風雲三號1級和2級產品
2.6 數據存檔和服務
2.7 風雲三號資料在多領域的套用示例
2.7.1 全球天氣監測
2.7.2 颱風監測
2.7.3 衛星資料同化和數值天氣預報
2.7.4 全球臭氧監測
2.7.5 空氣品質監測
2.8 討論和總結
參考文獻
第3章 nasa衛星與模型的陸面數據服務——數據獲取指南
3.1 nasa陸面產品介紹
3.1.1 nasa衛星陸面觀測
3.1.2 nasa衛星陸面產品、數據加工級別、數據解析度及數據格式
3.1.3 nasa陸面數據同化模型產品
3.2 搜尋和訂購nasa地球科學數據產品
3.2.1 nasa地球科學數據與信息服務中心
3.2.2 從集中式系統查找和獲取數據
3.2.3 從數據歸檔中心查找陸面數據
3.2.4 獲取landsat數據
3.2.5 從ges disc獲取數據
3.3 nasa線上可視化服務
3.4 支持的研究項目與數據和服務使用示例
3.4.1 nasa數據支持的研究項目——neespi和mairs
3.4.2 利用giovanni繪製示例地圖
3.5 總結
參考文獻
第4章 旱區及高海拔地區陸面過程分析與模擬
4.1 陸面過程模型簡介
4.2 旱區和高海拔地區陸面過程模擬中存在的問題
4.2.1 旱區陸地和大氣之間的熱耦合
4.2.2 高寒草地的土壤分層現象
4.2.3 土壤蒸發表層阻抗
4.3 旱區和高海拔地區陸面參數化的發展
4.3.1 熱力學粗糙度參數化方案及其驗證
4.3.2 土壤垂向異質性的逆向分析
4.3.3 土壤蒸發表層阻抗參數化方案
4.4 地表過程模擬的改進
4.4.1 新熱力學粗糙度參數化方案對旱區模擬的改進
4.4.2 考慮高寒草地土壤垂向異質性對模擬的改進
4.4.3 新土壤蒸發表層阻抗對模擬的改進
4.5 總結和建議
參考文獻
第5章 水文模型參數化和參數估計方法綜述
5.1 概述
5.2 水文模型綜述
5.2.1 水文模型基本概念
5.2.2 現代水文建模的發展方向
5.3 參數估計方法綜述
5.3.1 自動校正的條件
5.3.2 目標函式的選擇
5.3.3 流行的水文模型最佳化算法
5.4 結論
參考文獻
第6章 遙感數據和陸面模型的同化——理論與方法
6.1 數據同化理論
6.1.1 模型的不確定性
6.1.2 觀測的不確定性
6.1.3 陸面數據同化概述
6.2 數據同化方法
6.2.1 數據同化方法分類
6.2.2 數據同化的貝葉斯理論基礎
6.2.3 集合卡爾曼濾波
6.3 陸面數據同化研究實例
6.3.1 同化modis地表溫度以提高土壤溫度廓線估計精度
6.3.2 同化被動微波遙感觀測提高凍土活動層土壤溫度估計精度
6.4 總結與展望
參考文獻
第7章 陸面數據同化系統模型誤差和觀測誤差的協方差估計
7.1 引言
7.2 研究背景
7.3 現代陸面模型中的套用
7.4 存在的挑戰
7.4.1 觀測誤差自相關
7.4.2 模型誤差來源和結構的不確定性
7.4.3 自適應濾波的收斂速度
7.5 可能的解決方法
7.5.1 三重組合方法估計r
7.5.2 穩健的濾波策略
7.6 結論
參考文獻
附錄7.a 最優卡爾曼濾波中新息的特點
第8章 集合卡爾曼濾波同化中誤差方差矩陣的膨脹調整
8.1 簡介
8.2 集合卡爾曼濾波中誤差方差矩陣的調整方法
8.2.1 集合卡爾曼濾波
8.2.2 觀測運算元為線性時誤差方差矩陣的膨脹調整
8.2.3 觀測運算元為非線性時誤差方差矩陣的膨脹調整
8.2.4 驗證同化方法的統計量
8.3 用於驗證的簡化理想模型簡介
8.3.1 lorenz-96模式
8.3.2 二維淺水方程模型
8.4 線性觀測條件下的驗證結果
8.4.1 膨脹係數依賴於時間的情形
8.4.2 膨脹係數不依賴於時間的情形
8.4.3 觀測誤差方差矩陣不正確的情形
8.4.4 觀測誤差方差矩陣的膨脹係數依賴於時間的情形
8.5 非線性觀測條件下的驗證結果
8.5.1 觀測運算元的切線性程度的敏感性分析
8.5.2 觀測運算元為切線性時幾種膨脹調整方法的比較
8.6 討論與主要結論
參考文獻
附錄8.a
附錄8.b 行列式〓的一個計算方法
第9章 陸面數據同化系統誤差估計問題綜述
9.1 引言
9.2 現代數據同化方法的誤差問題
9.2.1 誤差定義及來源
9.2.2 順序數據同化方法中的誤差定義
9.2.3 變分數據同化方法中的誤差定義
9.3 誤差估計綜述
9.3.1 模型誤差
9.3.2 觀測誤差
9.3.3 集契約化中的算法誤差
9.4 集合數據同化中的誤差處理方法
9.4.1 乘數放大法
9.4.2 附加放大法
9.4.3 鬆弛-先驗法
9.4.4 基於進化計算的誤差參數化方法
9.5 雜交誤差處理試驗設計
9.5.1 耦合遺傳算法的誤差因子尋優方法
9.5.2 實驗模型
9.5.3 性能評價及適應度函式
9.5.4 數值試驗
9.6 總結與討論
參考文獻
第10章 多尺度卡爾曼平滑框架及其在數據同化中的套用
10.1 引言
10.2 傳統卡爾曼濾波
10.3 多尺度卡爾曼平滑（mks）框架及其擴展
10.3.1 向上掃描
10.3.2 向下掃描
10.4 em算法參數化
10.4.1 e步驟
10.4.2 m步驟
10.5 多尺度卡爾曼濾波（mks-em）框架的套用
10.5.1 算法的複雜度
10.6 算例
10.7 符號說明
參考文獻
第11章 北美陸面數據同化系統概述
11.1 引言
11.1.1 陸面數據同化系統的背景
11.1.2 noaa-nasa-大學合作與nldas的發展
11.1.3 世界範圍內其他陸面數據同化系統
11.2 nldas發展歷史
11.2.1 nldas-1
11.2.2 nldas-2
11.3 總結
參考文獻
第12章 土壤濕度數據同化——用於季節性氣候預報中的狀態初始化
12.1 引言
12.2 土壤濕度數據同化發展簡介
12.3 土壤濕度數據同化基本概念
12.4 土壤濕度同化——研究實例
12.4.1 數據同化算法的發展
12.4.2 同化smmr數據到clsm模型中
12.5 結論與討論
參考文獻
第13章 同化遙感數據與作物模擬模型的農業套用研究——最新進展與發展方向
13.1 引言
13.2 作物生長模型
13.3 數據同化方法
13.3.1 直接輸入法
13.3.2 序貫同化方法
13.3.3 變分同化方法
13.4 遙感數據及其預處理
13.4.1 可見光與近紅外信息
13.4.2 微波信息
13.4.3 熱紅外信息
13.5 在區域範圍進行玉米產量估算
13.5.1 敏感度分析
13.5.2 構建代價函式
13.5.3 估算玉米產量
13.5.4 水分平衡研究
13.6 挑戰與發展方向
13.7 小結
參考文獻
第14章 水文模型參數和變數同步估計的數據同化方法——集合卡爾曼濾波的擴展與套用
14.1 引言
14.2 集合卡爾曼濾波與狀態向量擴展方法
14.3 簡單降水-徑流模型的套用實例
14.4 數據同化在分散式水文模型中的套用
14.4.1 swat模型
14.4.2 數據同化環境設定
14.4.3 數據同化結果
14.5 討論
14.6 結論
參考文獻
索引
