基于小波的背景误差协方差模型研究

背景场误差协方差在气象资料变分同化中起十分关键的作用，决定观测信息从观测位置向周围格点和垂直层的扩散。当前许多变分同化系统的背景协方差模型普遍假设误差满足均匀性和各向同性的条件。本项目利用正交小波和球面小波同时具有物理格点空间和谱空间的局部特性和多尺度分析的特性，研究非均匀、各向异性和不可分离的背景场误差协方差模型。具体内容包括：研究大气要素场在小波空间中的统计方法和统计特征，实现小波方差对背景协方差中固有的不可分性、非均匀性和各向异性等特征的正确刻画；研究正交小波和球面小波分别对区域和全球模式中大气物理场的表示技术，设计基于小波变换的背景场误差协方差模型，建立基于小波的三维变分资料同化原型系统。分析小波变换方法在刻画统计特征、提高分析场质量和延长可预报时效等方面的作用。基于小波的协方差模型能更好反映真实背景误差的特征，对提高变分同化的分析效果具有重要意义。