搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

条件非线性最优扰动方法在陆面过程模式参数优化中的扩展应用初探

孙国栋 李红祺 张耀存 郭维栋

条件非线性最优扰动方法在陆面过程模式参数优化中的扩展应用初探

孙国栋, 李红祺, 张耀存, 郭维栋
PDF
导出引用
导出核心图
  • 本文旨在探讨条件非线性最优扰动(CNOP)方法在陆面过程模式的参数优化工作方面的扩展应用.使用通用陆面模式(CoLM)和CEOP地面基准站——吉林通榆站退化草地2006年生长季的资料,针对土壤颜色、砂土比例和叶面积指数等关键模式参数,使用感热通量、潜热通量和浅层土壤温湿度作为检测变量,设计了单参数和多参数优化试验.结果表明,CONP扩展方法得到的优化参数提高了CoLM对检测变量的模拟能力,并且多参数的优化结果明显优于单参数的优化结果,在模式模拟偏差较大的土壤湿度方面改进尤为显著,此外,使用了差异进化算法(
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 40775050, 40810059003)和国家重点基础研究发展计划(973计划)(批准号: 2006CB400501)资助的课题.
    [1]

    Mu M, Duan W S 2003 Chinese Science Bulletin 48 747 (in Chinese) [穆 穆、 段晚锁 2003 科学通报 48 747]

    [2]

    Mu M, Duan W S, Wang B 2003 Nonlinear Proc. Geoph. 10

    [3]

    493

    [4]

    Duan W S, Mu M, Wang B 2004 J. Geophys. Res. 109 D23105

    [5]

    Mu M, Sun L, Henk D A 2004 J. Phys. Oceanogr 34 2305

    [6]

    Mu M, Jiang Z N 2007 Chinese Science Bulletin 52 1457 (in Chinese)[穆 穆、 姜智娜 2007 科学通报 52 1457]

    [7]

    Wang B, Tan X W 2009 Acta Meteorologica Sinica 67 175 (in Chinese) [王 斌、 谭晓伟 2009 气象学报 67 175]

    [8]

    Gong Z Q, Feng G L, Dong W J, Li J P 2006 Acta Phys. Sin. 55 3180 (in Chinese) [龚志强、 封国林、 董文杰、 李建平 2006 物理学报 55 3180]

    [9]

    Hou W, Lian Y, Feng G L, 2007 Acta Phys. Sin. 56 0589 (in Chinese) [侯 威、 廉 毅、 封国林 2007 物理学报 56 0589]

    [10]

    Mo J Q, Lin Y H, Lin W T 2009 Acta Phys. Sin. 58 6692 (in Chinese) [莫嘉琪、 林一骅、 林万涛 2009 物理学报 58 6692]

    [11]

    Da C J, Chou J F 2008 Acta Phys. Sin. 57 2595 (in Chinese) [达朝究、 丑纪范 2008 物理学报 57 2595]

    [12]

    Gong Z Q, Zhou M W, Gao X Q, Dong W J 2005 Acta Phys. Sin. 54 3947 (in Chinese) [龚志强、 邹明玮、 高新全、 董文杰 2005 物理学报 54 3947]

    [13]

    Gao X Q, Zhang W 2005 Chin. Phys. Soc. 14 2370

    [14]

    Gong Z Q, Feng G L 2007 Acta Phys. Sin. 56 3619 (in Chinese) [龚志强、 封国林 2007 物理学报 56 3619]

    [15]

    Mo J Q, Zhang W J, Chen X F 2009 Acta Phys. Sin. 58 7397 (in Chinese) [莫嘉琪、 张伟江、 陈贤峰 2009 物理学报 58 7397]

    [16]

    Mu M, Duan W S, Wang Q, Zhang R Nonlinear Processes in Geophysics (in press)

    [17]

    Sun S F 2005 Biophysical and Biochemical Mechanisms and Their Parameterization in Context of Land Surface Processes (Vol.1) (Beijing: China Meteorological Press) p1—20 (in Chinese) [孙菽芬 2005 陆面过程的物理、 生化机理和参数化模型 (北京: 气象出版社) 第1—20页]

    [18]

    Bastidas L A, Hogue T S, Sorooshian S, Gupta H V Shuttleworth W J 2006 J. Geophys. Res-Atoms. 111 D20101

    [19]

    Sun S F 2002 Bimonthly of Xinjiang Meteorology 25 1 (in Chinese) [孙菽芬 2002 新疆气象 25 1]

    [20]

    Xue G Y, Zhou S Q, Sun Z B, Chen G Y, Yang Y C, Chen H M 2005 Bulletin of Science and Technology 21 378 (in Chinese) [薛根元、 周锁铨、 孙照渤、 陈国勇、 杨煜灿、 陈红梅 2005 科技通报 21 378 ]

    [21]

    Wang Y P, Baldocchi D, Leunig R, Flage E, Vesala T 2006 Global Change Biology 12 1

    [22]

    Park S J, Park S U, Ho C H 2010 Terr. Atmos. Ocean. Sci. 21 5

    [23]

    Zhu D Q 2007 Ph. D. Dissertation (Beijing: Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences) (in Chinese) [朱德琴 2007 博士学位论文 (北京: 中国科学院大气物理研究所)]

    [24]

    Song Y M 2008 Ph. D. Dissertation (Nanjing: Nanjing University)(in Chinese) [宋耀明 2008 博士学位论文 (南京: 南京大学大气科学学院)]

    [25]

    Nie S P 2008 Ph. D. Dissertation (Beijing: Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences)(in Chinese) [聂肃平 2008 博士学位论文 (北京: 中国科学院大气物理研究所)]

    [26]

    Zheng F, Zhu J, Zhang R H, Zhou G Q 2006 Geophysical Research Letters 33 19604

    [27]

    Zheng F, Zhu J, Zhang R H, Zhou G Q 2006 Adv. Atoms. Sci. 23 615

    [28]

    Price K, Storn R 1997 Dr. Dobbs J. 22 18

    [29]

    Liu H Z, Dong W J, Fu C B 2004 Climatic and Environmental Research 9 378 (in Chinese)[刘辉志、 董文杰、 符淙斌 2004 气候与环境研究 9 378]

    [30]

    Dai Y J, Zeng X B, Dickinson R E 2001 Common Land Model (Technical Documentation and Users Guide) Users Guide

    [31]

    Dai Y J 2003 Bulletin of the American Meteorological Society 84 1013

    [32]

    Dai Y J 2005 The Common Land Model (CoLM) Users Guide

  • [1]

    Mu M, Duan W S 2003 Chinese Science Bulletin 48 747 (in Chinese) [穆 穆、 段晚锁 2003 科学通报 48 747]

    [2]

    Mu M, Duan W S, Wang B 2003 Nonlinear Proc. Geoph. 10

    [3]

    493

    [4]

    Duan W S, Mu M, Wang B 2004 J. Geophys. Res. 109 D23105

    [5]

    Mu M, Sun L, Henk D A 2004 J. Phys. Oceanogr 34 2305

    [6]

    Mu M, Jiang Z N 2007 Chinese Science Bulletin 52 1457 (in Chinese)[穆 穆、 姜智娜 2007 科学通报 52 1457]

    [7]

    Wang B, Tan X W 2009 Acta Meteorologica Sinica 67 175 (in Chinese) [王 斌、 谭晓伟 2009 气象学报 67 175]

    [8]

    Gong Z Q, Feng G L, Dong W J, Li J P 2006 Acta Phys. Sin. 55 3180 (in Chinese) [龚志强、 封国林、 董文杰、 李建平 2006 物理学报 55 3180]

    [9]

    Hou W, Lian Y, Feng G L, 2007 Acta Phys. Sin. 56 0589 (in Chinese) [侯 威、 廉 毅、 封国林 2007 物理学报 56 0589]

    [10]

    Mo J Q, Lin Y H, Lin W T 2009 Acta Phys. Sin. 58 6692 (in Chinese) [莫嘉琪、 林一骅、 林万涛 2009 物理学报 58 6692]

    [11]

    Da C J, Chou J F 2008 Acta Phys. Sin. 57 2595 (in Chinese) [达朝究、 丑纪范 2008 物理学报 57 2595]

    [12]

    Gong Z Q, Zhou M W, Gao X Q, Dong W J 2005 Acta Phys. Sin. 54 3947 (in Chinese) [龚志强、 邹明玮、 高新全、 董文杰 2005 物理学报 54 3947]

    [13]

    Gao X Q, Zhang W 2005 Chin. Phys. Soc. 14 2370

    [14]

    Gong Z Q, Feng G L 2007 Acta Phys. Sin. 56 3619 (in Chinese) [龚志强、 封国林 2007 物理学报 56 3619]

    [15]

    Mo J Q, Zhang W J, Chen X F 2009 Acta Phys. Sin. 58 7397 (in Chinese) [莫嘉琪、 张伟江、 陈贤峰 2009 物理学报 58 7397]

    [16]

    Mu M, Duan W S, Wang Q, Zhang R Nonlinear Processes in Geophysics (in press)

    [17]

    Sun S F 2005 Biophysical and Biochemical Mechanisms and Their Parameterization in Context of Land Surface Processes (Vol.1) (Beijing: China Meteorological Press) p1—20 (in Chinese) [孙菽芬 2005 陆面过程的物理、 生化机理和参数化模型 (北京: 气象出版社) 第1—20页]

    [18]

    Bastidas L A, Hogue T S, Sorooshian S, Gupta H V Shuttleworth W J 2006 J. Geophys. Res-Atoms. 111 D20101

    [19]

    Sun S F 2002 Bimonthly of Xinjiang Meteorology 25 1 (in Chinese) [孙菽芬 2002 新疆气象 25 1]

    [20]

    Xue G Y, Zhou S Q, Sun Z B, Chen G Y, Yang Y C, Chen H M 2005 Bulletin of Science and Technology 21 378 (in Chinese) [薛根元、 周锁铨、 孙照渤、 陈国勇、 杨煜灿、 陈红梅 2005 科技通报 21 378 ]

    [21]

    Wang Y P, Baldocchi D, Leunig R, Flage E, Vesala T 2006 Global Change Biology 12 1

    [22]

    Park S J, Park S U, Ho C H 2010 Terr. Atmos. Ocean. Sci. 21 5

    [23]

    Zhu D Q 2007 Ph. D. Dissertation (Beijing: Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences) (in Chinese) [朱德琴 2007 博士学位论文 (北京: 中国科学院大气物理研究所)]

    [24]

    Song Y M 2008 Ph. D. Dissertation (Nanjing: Nanjing University)(in Chinese) [宋耀明 2008 博士学位论文 (南京: 南京大学大气科学学院)]

    [25]

    Nie S P 2008 Ph. D. Dissertation (Beijing: Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences)(in Chinese) [聂肃平 2008 博士学位论文 (北京: 中国科学院大气物理研究所)]

    [26]

    Zheng F, Zhu J, Zhang R H, Zhou G Q 2006 Geophysical Research Letters 33 19604

    [27]

    Zheng F, Zhu J, Zhang R H, Zhou G Q 2006 Adv. Atoms. Sci. 23 615

    [28]

    Price K, Storn R 1997 Dr. Dobbs J. 22 18

    [29]

    Liu H Z, Dong W J, Fu C B 2004 Climatic and Environmental Research 9 378 (in Chinese)[刘辉志、 董文杰、 符淙斌 2004 气候与环境研究 9 378]

    [30]

    Dai Y J, Zeng X B, Dickinson R E 2001 Common Land Model (Technical Documentation and Users Guide) Users Guide

    [31]

    Dai Y J 2003 Bulletin of the American Meteorological Society 84 1013

    [32]

    Dai Y J 2005 The Common Land Model (CoLM) Users Guide

  • [1] 王建栋, 郭维栋, 李红祺. 拓展傅里叶幅度敏感性检验(EFAST)在陆面过程模式中参数敏感性分析的应用探索. 物理学报, 2013, 62(5): 050202. doi: 10.7498/aps.62.050202
    [2] 李红祺. 随机平衡设计傅里叶振幅敏感性分析方法和拓展傅里叶振幅敏感性分析方法在陆面过程模式敏感性分析中的应用探索. 物理学报, 2015, 64(6): 069201. doi: 10.7498/aps.64.069201
    [3] 张新陆, 李 立, 崔金辉, 王月珠, 鞠有伦. 端面抽运Tm,Ho∶YLF连续激光器的参数优化与实验研究. 物理学报, 2008, 57(6): 3519-3524. doi: 10.7498/aps.57.3519
    [4] 贾晓洁, 艾斌, 许欣翔, 杨江海, 邓幼俊, 沈辉. 选择性发射极晶体硅太阳电池的二维器件模拟及性能优化. 物理学报, 2014, 63(6): 068801. doi: 10.7498/aps.63.068801
    [5] 王国光, 王丹, 何丽桥. 混沌中信号的投影滤波. 物理学报, 2010, 59(5): 3049-3056. doi: 10.7498/aps.59.3049
    [6] 尹荣荣, 刘彬, 刘浩然, 李雅倩. 无线传感器网络中无标度拓扑的动态容错性分析. 物理学报, 2014, 63(11): 110205. doi: 10.7498/aps.63.110205
    [7] 张强, 李宏宇, 张立阳, 岳平, 史晋森. 陇中黄土高原自然植被下垫面陆面过程及其参数对降水波动的气候响应. 物理学报, 2013, 62(1): 019201. doi: 10.7498/aps.62.019201
    [8] 张一驰, 武寄洲, 马杰, 赵延霆, 汪丽蓉, 肖连团, 贾锁堂. 最优化参数控制提高超冷铯分子振转光谱的信噪比. 物理学报, 2010, 59(8): 5418-5423. doi: 10.7498/aps.59.5418
    [9] 王云峰, 顾成明, 张晓辉, 王雨顺, 韩月琪, 王耘锋. 优化模式物理参数的扩展四维变分同化方法. 物理学报, 2014, 63(24): 240202. doi: 10.7498/aps.63.240202
    [10] 朱洪涛, 楼祺洪, 漆云凤, 董景星, 魏运荣. LD侧面抽运Nd:YAG陶瓷激光器运转条件下归一化热参数优化理论及实验研究. 物理学报, 2006, 55(10): 5221-5226. doi: 10.7498/aps.55.5221
    [11] 龚璞林, 徐健学, 孙政策. 弱的参数周期扰动对一非线性系统安全域的影响与分形侵蚀安全域的控制. 物理学报, 2001, 50(5): 841-846. doi: 10.7498/aps.50.841
    [12] 吴彤, 孙帅帅, 王绪晖, 王吉明, 赫崇君, 顾晓蓉, 刘友文. 基于最优化线性波数光谱仪的谱域光学相干层析成像系统. 物理学报, 2018, 67(10): 104208. doi: 10.7498/aps.67.20172606
    [13] 赵诗华, 吕清正, 袁素英, 李英骏. 任意椭圆偏振激光场非线性汤姆逊散射的一般表述与X射线产生的优化条件. 物理学报, 2011, 60(5): 054209. doi: 10.7498/aps.60.054209
    [14] 李敏, 张志友, 石莎, 杜惊雷. 亚波长金属聚焦透镜结构参数的优化与分析. 物理学报, 2010, 59(2): 958-963. doi: 10.7498/aps.59.958
    [15] 林剑, 许力. 基于混合生物地理优化的混沌系统参数估计. 物理学报, 2013, 62(3): 030505. doi: 10.7498/aps.62.030505
    [16] 李伦, 吴雄斌, 徐兴安. 基于优化理论的高频地波雷达海浪参数反演. 物理学报, 2014, 63(3): 038403. doi: 10.7498/aps.63.038403
    [17] 陈媛, 王晓方, 邵光超. 电子束放射照相的特性与参数优化. 物理学报, 2015, 64(15): 154101. doi: 10.7498/aps.64.154101
    [18] 何铁英, 杨胜杰, 王清月, 张志刚, 柴路. 光谱位相干涉仪参数的优化选取. 物理学报, 2004, 53(1): 114-118. doi: 10.7498/aps.53.114
    [19] 罗佳奇, 刘锋. 基于梯度响应面模型的优化设计. 物理学报, 2013, 62(19): 190201. doi: 10.7498/aps.62.190201
    [20] 陈怀军, 莫嘉琪. 双参数奇摄动非线性反应扩散问题. 物理学报, 2010, 59(7): 4409-4412. doi: 10.7498/aps.59.4409
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  3968
  • PDF下载量:  1053
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2010-03-23
  • 修回日期:  2010-04-29
  • 刊出日期:  2011-01-15

条件非线性最优扰动方法在陆面过程模式参数优化中的扩展应用初探

  • 1. (1)LASG,中国科学院大气物理研究所,北京 100029; (2)南京大学大气科学学院,南京大学气候与全球变化研究院,南京 210093; (3)南京大学大气科学学院,南京大学气候与全球变化研究院,南京 210093;RCE-TEA,中国科学院大气物理研究所,北京 100029
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 40775050, 40810059003)和国家重点基础研究发展计划(973计划)(批准号: 2006CB400501)资助的课题.

摘要: 本文旨在探讨条件非线性最优扰动(CNOP)方法在陆面过程模式的参数优化工作方面的扩展应用.使用通用陆面模式(CoLM)和CEOP地面基准站——吉林通榆站退化草地2006年生长季的资料,针对土壤颜色、砂土比例和叶面积指数等关键模式参数,使用感热通量、潜热通量和浅层土壤温湿度作为检测变量,设计了单参数和多参数优化试验.结果表明,CONP扩展方法得到的优化参数提高了CoLM对检测变量的模拟能力,并且多参数的优化结果明显优于单参数的优化结果,在模式模拟偏差较大的土壤湿度方面改进尤为显著,此外,使用了差异进化算法(

English Abstract

参考文献 (32)

目录

    /

    返回文章
    返回