陆面过程模式参数敏感性分析及参数优化-EFAST和CNOP方法的应用探索

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陆面过程模式作为数值天气模式的重要组成部分,为各种天气过程的模拟提供了底层的热量、能量和物质基础。现行的陆面过程模式中包含了大量的参数,这些参数的预设值大多来自观测和经验估计,但由于实际观测条件和科学认知水平的限制,往往存在相当的偏差,不能满足实际需要。我们前期的研究发现:不同类型的下垫面拥有不同的敏感参数,针对性地优化某类型下垫面的敏感参数,可以明显提高陆面过程模式在相应下垫面上的模拟能力。由于现行的陆面参数敏感性分析方法很少考虑参数之间的耦合,忽略了参数之间的相互限制和影响,使用这样的方法所获得的结果往往不够全面。为此,我们将 EFAST(拓展傅里叶幅度敏感性检验方法)引入陆面过程模式参数敏感性分析,在充分考虑多参数相互作用的前提下,进行陆面过程模式参数敏感性分析,并在前期研究的基础上,继续拓展使用CNOP(条件非线性最优扰动)方法来对获得的敏感参数进行优化,使用优化参数提高模式性能。
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