变分资料同化中非光滑问题的优化算法的比较研究与应用

项目名称： 变分资料同化中非光滑问题的优化算法的比较研究与应用

项目编号： No.40975063

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 天文学、地球科学

项目作者： 郑琴

作者单位： 中国人民解放军理工大学

项目金额： 38万元

中文摘要： 针对湿物理过程的参数化所导致的非光滑问题对伴随四维变分资料同化(4DVAR)的影响，借鉴智能优化算法因不依赖目标函数的梯度信息而在非线性和非光滑优化问题中仍能有效地发挥作用，本项目首先对含"on-off"振荡的理想化模式，分析比较传统伴随方法、遗传算法和粒子群优化算法（PSO）在非光滑的4DVAR中有效性和可行性，其次利用浅水波方程探讨PSO在高维资料同化中的收敛速度和粒子个数与计算维数之间的关联性，设计合理的并行方案，最后将理论研究结果应用到实际的暴雨预报模式(REM模式)中, 将基于传统伴随方法的常规观测资料同化结果与基于PSO的同化结果进行比较，揭示实际预报中湿物理过程的参数化对伴随变分资料同化的影响，检验PSO在以REM模式为动力约束的4DVAR中的有效性,为解决实际预报模式中含湿物理过程的4DVAR问题提供有效的优化方案，为REM模式提供较高质量的初始场。

中文关键词： 变分资料同化;；"on-off”开关;；粒子群优化算法;；遗传算法；

英文摘要：

英文关键词： variational data assimilation;；“n-off”switch;；particle swarm optimization;；genetic algorithm；