一种基于进化策略的3D-Var代价函数优化方法  

Study of 3D-Var Cost Function Optimization Based on Evolutionary Strategy

作　　者：耿焕同[1,2] 张建[1,2] 孙义杰[2] 黄艳红[1,2] 

机构地区：[1]江苏省网络监控中心,南京信息工程大学计算机与软件学院,南京210044 [2]人工智能及其应用实验室,南京信息工程大学计算机与软件学院,南京210044

出　　处：《气象科技》2013年第2期294-299,共6页Meteorological Science and Technology

基　　金：国家自然科学基金(61103235);灾害天气国家重点实验室基金(2010LASW-A02)资助

摘　　要：数值天气预报准确性直接取决于好的预报模式和初始场;资料同化方法就是一种有效的求解初始场方法。鉴于进化算法在求解这些数值问题方面的优越性,将进化策略算法应用到变分同化方法中,即将三维变分方法中的代价函数作为进化策略算法优化的目标函数,应用进化策略算法优化此目标函数,均衡背景场和观测场,以求得最优分析场。以Lorenz-63和Lorenz-96模式为例,进行了理想个例试验,与传统三维变分方法进行对比。试验结果表明经优化后的误差与传统方法相比非常一致,从而验证了进化策略算法在资料同化问题中应用的可行性。Researches and operational application of numerical weather prediction(NWP) are crucial to high quality weather forecasting.The accuracy of NWP lies on the errors of atmosphere models and initial conditions directly.Given evolutionary computation has effective performance for solving numerical optimization problems,the cost function of 3D-Var is used as the object function that would be optimized,to balance the background and observation conditions to get optimal analysis conditions.Data Assimilation is the effective method to solve the initial condition problems.Two ideal numerical experiments are implemented with Lorenz-96 and Lorenz-63.The results show that after optimization,errors can be controlled in a minor range.

关 键 词：Lorenz模式 资料同化 三维变分方法 进化策略 

分 类 号：P315.9[天文地球—地震学]