数据同化创新与实践:NLS-4DVAR理论与应用

目录序一序二前言第1章 什么是数据同化11.1 利用一个简单例子认识数据同化11.2 由简单到复杂一路走来的同化方法41.2.1 逐步订正法41.2.2 *优插值法51.2.3 变分同化方法61.2.4 滤波方法81.3 同化方法发展前瞻101.3.1 En3DVar(hybrid-3DVar)101.3.2 En4DVar111.3.34 DEnVar111.3.4 基于机器学习的数据同化方法12第2章 NLS-4DVar：4DVar与EnKF的融合132.1 分析格式：数据同化的朴素解释132.2 集合的思想：从KF到EnKF152.3 4DVar与EnKF的融合：NLS-4DVar232.3.1 NLS1-4DVar：En4DVar的高斯-牛顿迭代解282.3.2 NLS2-4DVar：避免使用切线性模式302.3.3 NLS3-4DVar：固定模拟观测扰动312.3.4 NLS4-4DVar：一次迭代的粗糙近似342.3.5 NLS5-4DVar：NLS2?4之改进迭代格式352.4 NLS-4DVar系列算法的数值验证43第3章 NLS-4DVar：样本生成与更新483.1 NLS-4DVar的样本生成483.2 NLS-4DVar的样本更新513.3 大数据驱动的样本生成与更新523.4 NLS-4DVar循环同化的程序实现543.5 数值验证56第4章 NLS-4DVar：高效局地化594.1 虚假相关与局地化594.2 局地化相关矩阵的高效分解634.3 局地化相关矩阵高效分解方案的验证674.4 NLS-4DVar的局地化754.5 NLS-4DVar局地化方案的数值验证864.6 局地化版本NLS-4DVar系列方法在真实模式中的数值验证92第5章 NLS-4DVar：多重网格算法965.1 变分资料同化的多重网格策略965.2 多重网格NLS-4DVar算法985.3 多重网格NLS-4DVar的数值验证1025.3.1 单点观测试验设计1025.3.2 单点观测试验结果1035.3.3 综合评估试验设计1055.3.4 综合评估试验结果105第6章 从NLS-4DVar到NLS-i4DVar1116.1 整体校正i4DVar1136.2 从i4DVar到i4DVar*1156.3 数值验证试验120第7章 NLS-4DVar的应用:目标观测1257.1 敏感区域识别的CNOP-4DVar混合方法1277.2 CNOP-4DVar策略的集合非线性*小二乘算法1287.3 数值验证试验1307.3.1 试验设计1307.3.2 试验结果131第8章 NLS-4DVar的应用:SNAP系统1388.1 数值天气预报数据同化1388.2 SNAP系统1408.2.1 多重网格NLS-4DVar及其局地化1418.2.2 初始样本生成与样本更新1428.2.3 系统评价指标1428.3 SNAP个例评估试验1438.3.1 试验设计1438.3.2 试验结果1458.4 一周循环数据同化试验1528.4.1 试验设置1528.4.2 试验结果1538.5 小结159第9章 NLS-4DVar的应用:“贡嘎”系统1609.1 “贡嘎”全球大气反演系统1609.1.1 “贡嘎”系统理论基础1609.1.2 大气化学传输模式与先验碳通量1639.1.3 OCO-2卫星观测数据1639.1.4 后验碳通量的评估与验证1649.2 全球碳通量数据集1669.2.1 全球碳通量评估1669.2.2 区域碳通量评估1679.3 碳通量数据集的验证1679.3.1 OCO-2*立观测验证1679.3.2 TCCON观测验证169参考文献172后记189