Hybrid data assimilation methods with a particle filter for forecasts of extreme weather events

用于极端天气事件预报的带有粒子滤波器的混合数据同化方法

基本信息

  • 批准号:
    21K13995
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.75万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2021-04-01 至 2025-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

台風や集中豪雨等の顕著現象には非線形性が強い共通点があり、その強非線形性に起因する非ガウス分布を適切に扱うことが顕著現象のさらなる予測精度向上のため重要となる。本研究では大気モデルが持つ強非線形性に起因する非ガウス分布を適切に扱える非ガウスデータ同化手法の確立を目指している。本年度は、前年度から引き続きアンサンブルカルマンフィルタ(EnKF)に粒子フィルタ(PF)を組み合わせたハイブリッド手法を改良してきている。事前分布から事後分布へ粒子をアップデートする変換行列について、観測の影響範囲を限定する局所化を導入する場合には、隣り合う格子点同士の連続性を担保することがPFの性能に直結することがこれまでの調査によって判明してきている。そこで、隣り合う格子点間の連続性を確保した上で、計算負荷の小さい仕組みを考案・検証中である。PFの改良はハイブリッド手法の改良にもつながるため重要である。気象庁全球システム相当の実験システムを用いた調査として調査として、非ガウス分布の調査を行った。今回は事前調査として、マイクロ波サウンダ輝度温度データのうち、地表面の射出率の不確かさを減らすことで、第一推定値と観測の差分が統計的にガウス分布に近づくことを確認した。また、観測の予報改善の寄与を観測種別ごと算出し、ハイブリッド同化の効果的な導入について検討材料とした。研究協力者の粒子フィルタを用いた論文に共著として参加し、受理されている。本論文で本研究代表者はPFの変換行列作成手法を担当している。そのほかに別の研究協力者の粒子フィルタを用いた論文に共著として参加しており、受理されている。本論文では火山灰推定に粒子フィルタを用いており、技術協力を行った。
Typhoon や concentrating the downpours の 顕 the phenomenon に は nonlinear strong sexual が い in common が あ り, そ の cause strong nonlinear に す る non ガ ウ ス distribution を appropriate に Cha う こ と が 顕 the phenomenon の さ ら な る to measurement accuracy up の た め important と な る. This study で は big 気 モ デ ル が hold つ cause strong nonlinear に す る non ガ ウ ス distribution を appropriate に Cha え る non ガ ウ ス デ ー タ assimilation technique の establish を refers し て い る. は, before this year's annual か ら lead き 続 き ア ン サ ン ブ ル カ ル マ ン フ ィ ル タ (EnKF) に particle フ ィ ル タ (PF) を group み close わ せ た ハ イ ブ リ ッ ド technique improved を し て き て い る. Prior distribution か ら afterwards distribution へ particle を ア ッ プ デ ー ト す る variations in procession に つ い て, 観 の influence van 囲 を qualified す る bureau the を import す る occasions に は, 隣 り close う grid points with James の 続 sex を guarantee す る こ と が PF の performance に straight knot す る こ と が こ れ ま で の survey に よ っ て.at し て き て い る. そ こ で, 隣 り close う の even 続 sex between lattice points を ensure し た で, low computational load の さ い blackstone group み を 検 card in the test case で あ る. The PF <s:1> improvement of <s:1> ハ ブリッド ブリッド technique <s:1> improvement of に ながるため ながるため important である. 気 like 庁 global シ ス テ ム quite の be 験 シ ス テ ム を with い た survey と し て survey と し て, non ガ ウ ス distribution の survey line を っ た. Today back to は preliminary investigations と し て, マ イ ク ロ wave サ ウ ン ダ luminance temperature デ ー タ の う ち の injection rate, ground surface の uncertain か さ を minus ら す こ と で presumption, the first numerical と 観 の difference measurement が statistical に ガ ウ に ス distribution of づ く こ と を confirm し た. ま た, 観 の measurement to improve の send を 観 measuring kind ご と calculate し, ハ イ ブ リ ッ ド assimilation の unseen fruit な import に つ い て 検 for material と し た. The research collaborators, the <s:1> particle フィ タを タを, co-authored the に た paper に, participated in the と て て, and accepted the されて る る る る. The representative of this paper で the representative of this study is the を of the transpose-row formation technique を, which is responsible for the て る る. そ の ほ か に don't の study together is の particle フ ィ ル タ を with い に た thesis altogether the と し て in し て お り, accepts the さ れ て い る. This paper で で volcanic ash is used to infer に particles フィ タを タを, and with the assistance of を てお and technical collaboration を った.

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Reduced non-Gaussianity by 30 s rapid update in convective-scale numerical weather prediction
对流尺度数值天气预报中的非高斯性降低 30 秒快速更新
  • DOI:
    10.5194/npg-28-615-2021
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Ruiz Juan;Lien Guo-Yuan;Kondo Keiichi;Otsuka Shigenori;Miyoshi Takemasa
  • 通讯作者:
    Miyoshi Takemasa
陸域マイクロ波輝度温度同化における地表面射出率と地表面温度の推定についての調査
陆地微波亮温同化中地表发射率和地表温度估算研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kondo;K.;K. Okamoto;T. Iriguchi;H. Fujii;H. Shimizu and K. Aonashi;近藤圭一,岡本幸三,入口武史,藤井秀幸,清水宏幸,青梨和正
  • 通讯作者:
    近藤圭一,岡本幸三,入口武史,藤井秀幸,清水宏幸,青梨和正
陸上でのマイクロ波センサの利用検討~気象庁全球解析システムへのDynamic emissivity導入の影響評価~
考虑在陆地上使用微波传感器 - 评估将动态发射率引入日本气象厅全球分析系统的影响 -
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    近藤圭一;石橋俊之;近藤圭一,藤井秀幸,岡本幸三,入口武史,青梨和正
  • 通讯作者:
    近藤圭一,藤井秀幸,岡本幸三,入口武史,青梨和正
Applying the Particle Filter to the Volcanic Ash Tracking PUFF Model for Assimilating Multi-Parameter Radar Observation
将粒子滤波器应用于火山灰跟踪PUFF模型以同化多参数雷达观测
  • DOI:
    10.20965/jdr.2022.p0791
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0.8
  • 作者:
    Tanaka Hiroshi L.;Nakamichi Haruhisa;Kondo Keiichi;Akami Shoichi;Iguchi Masato
  • 通讯作者:
    Iguchi Masato
A Local Particle Filter and Its Gaussian Mixture Extension Implemented with Minor Modifications to the LETKF
局部粒子滤波器及其高斯混合扩展通过对 LETKF 进行微小修改实现
  • DOI:
    10.5194/gmd-2022-69
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Kotsuki Shunji;Miyoshi Takemasa;Kondo Keiichi;Potthast Roland
  • 通讯作者:
    Potthast Roland
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    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows

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    2018
  • 资助金额:
    $ 2.75万
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  • 资助金额:
    $ 2.75万
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    2017
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    $ 2.75万
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    2017
  • 资助金额:
    $ 2.75万
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    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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    17J04771
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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