Пространственная экстраполяция параметров состояния атмосферы на основе динамико-стохастической модели, учитывающей вертикальную изменчивость метеорологического поля (часть 1) | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 11 мая, печатный экземпляр отправим 15 мая.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №15 (410) апрель 2022 г.

Дата публикации: 18.04.2022

Статья просмотрена: 107 раз

Библиографическое описание:

Куйдин, К. А. Пространственная экстраполяция параметров состояния атмосферы на основе динамико-стохастической модели, учитывающей вертикальную изменчивость метеорологического поля (часть 1) / К. А. Куйдин. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2022. — № 15 (410). — С. 41-44. — URL: https://moluch.ru/archive/410/90427/ (дата обращения: 29.04.2024).



В статье автор пытается определить принцип работы фильтра Калмана для дальнейшего его применения в предложении методики пространственной экстраполяции параметров состояния атмосферы на основе динамико-стохастической модели, учитывающей вертикальную изменчивость метеорологического поля и сделать общую постановку задачи.

Ключевые слова : фильтр Калмана, пространственная интерполяция, численное моделирование, малопараметрическая динамико-стохастическая модель.

Общая постановка задачи:

Задачей является восстановление вертикального профиля метеовеличины по приземным измерениям.

Пусть в наличии имеется n сеансов измерений вертикального профиля величины: , V x , V y , P как f(h, t). График представлен на рис. 1

Вертикальные профили измерений метеовеличины

Рис. 1. Вертикальные профили измерений метеовеличины

Каждые 5 минут выполняются контактные измерения до высоты ПАС (1 км). И строится вертикальный профиль. Пример построения вертикального профиля представлен на рис. 2.

Вертикальный профиль измерений

Рис. 2. Вертикальный профиль измерений

Порядок решения задачи

На первом этапе выполняется предварительная оценка и предварительная оценка . На втором этапе выполняется обработка входных данных на предмет оценки экстраполяции вектора метеовеличины. Алгоритм решения задачи представлен на рис. 3.

Алгоритм решения задачи

Рис. 3. Алгоритм решения задачи

Для расчета

нужно подобрать автокорреляционную функцию.

Полагая [1], график представлен на рис. 4.

График автокорреляционной функции

Рис. 4. График автокорреляционной функции

Полагая 1 км = , 50 м = , то количество отсчетов будет N = .

Вектор измерения

Расчет коэффициента связи между двумя высотными уровнями

Используя данные температуры, представленные на рис. 5. Произведем расчеты коэффициента связи между двумя высотными уровнями для всех отсчетов.

Входные данные температур и рассчитанные коэффициенты связи

Рис. 5. Входные данные температур и рассчитанные коэффициенты связи

Литература:

  1. Комаров В. С., Попов Ю. Б., Суворов С. С., Кураков В. А. Динамикостохастические методы и их применение в прикладной метеорологии / Под общей редакцией Г. Г. Матвиенко. — Томск: Изд-во ИОА СО РАН, 2004. — 236 с.
  2. Попов Ю. Б., Попова А. И. Оптимальная фильтрация и её применение для задачи мониторинга параметров состояния атмосферы в рамках локальных территорий. — Ханты-Мансийск: Полиграфист, 2008. — 188 с.
Основные термины (генерируются автоматически): автокорреляционная функция, алгоритм решения задачи, вертикальный профиль, общая постановка задачи, предварительная оценка, расчет коэффициента связи.


Ключевые слова

численное моделирование, фильтр Калмана, пространственная интерполяция, малопараметрическая динамико-стохастическая модель

Похожие статьи

Последовательности с идеальной периодической...

Матвеев, Д. В. Последовательности с идеальной периодической автокорреляционной функцией / Д. В. Матвеев, А. И. Смирнов, К. Ф

Доказательство идеальности периодических корреляционных свойств кодов Франка отличается незначительно и составляет суть задачи (6)...

Об одном регуляризирующем алгоритме получения приближений...

Таким образом, возникает задача получения решения СЛАУ с учётом этой

В связи с этим возникает проблема неединственности решения СЛАУ, сформулированная в задачах.

Из постановки задачи вытекает, что для получения в качестве приближенного решения такого...

Методы и алгоритмы эффективного решения задачи...

Мета-эвристические алгоритмы решения задачи. Точные алгоритмы характерны тем, что дают оптимальное решение, но их минус заключается в том, что они имеют большую зависимость от размерности задачи. Эвристические алгоритмы характерны тем, что основаны на некотором...

Аппаратно-ориентированный алгоритм вычисления...

Решение. Сравнивая с общей постановкой задачи, получаем , . 1. Зададим шаг по

Особенности задачи состоят в том, что а) исходно функция-модель (8) бывает плохо

Алгоритм вычислений по явной схеме. Решение. Сравнивая с общей постановкой задачи...

Анализ методов трассировки применительно к задаче разводки...

Рассмотрена задача трассировки волноводных трактов внутри апертуры крупногабаритных фазированных антенных решеток. Проанализирована возможность применения существующих методов трассировки для решения задачи. Задача решена с применением...

Анализ существующих методов решения транспортной...

Таким образом, решение транспортных задач большой размерности является актуальной задачей.

 резкого сокращения общего количества запасов и перемещения их значительной части из

Для совершенствования методов решения транспортной и складской задач, нами...

Оценка моделей прогнозирования на основе данных о спросе

Пример графика автокорреляции можно увидеть на рисунке 4 который был создан из остатков ARIMA и моделей экспоненциального сглаживания, выбранных для прогнозирования спроса в первом периоде тестирования для SKU1.

Построение регрессионной модели на основании исследования...

В ходе построения регрессионной модели были выполнены следующие задачи

Для оценки тесноты связи факторов использовали коэффициент корреляции R, который характеризует тесноту связи

Так как между факторами не наблюдается тесной связи, то далее составляем...

Программирование разностного метода решения одной задачи...

Постановка задачи [2]. Построить явную разностную схему для решения задачи, в которой имеется струна длиной , натянутая между двумя точками оси , точкой и точкой . Концы струны закреплены, начальное смещение струны описывается функцией , а начальная скорость...

Похожие статьи

Последовательности с идеальной периодической...

Матвеев, Д. В. Последовательности с идеальной периодической автокорреляционной функцией / Д. В. Матвеев, А. И. Смирнов, К. Ф

Доказательство идеальности периодических корреляционных свойств кодов Франка отличается незначительно и составляет суть задачи (6)...

Об одном регуляризирующем алгоритме получения приближений...

Таким образом, возникает задача получения решения СЛАУ с учётом этой

В связи с этим возникает проблема неединственности решения СЛАУ, сформулированная в задачах.

Из постановки задачи вытекает, что для получения в качестве приближенного решения такого...

Методы и алгоритмы эффективного решения задачи...

Мета-эвристические алгоритмы решения задачи. Точные алгоритмы характерны тем, что дают оптимальное решение, но их минус заключается в том, что они имеют большую зависимость от размерности задачи. Эвристические алгоритмы характерны тем, что основаны на некотором...

Аппаратно-ориентированный алгоритм вычисления...

Решение. Сравнивая с общей постановкой задачи, получаем , . 1. Зададим шаг по

Особенности задачи состоят в том, что а) исходно функция-модель (8) бывает плохо

Алгоритм вычислений по явной схеме. Решение. Сравнивая с общей постановкой задачи...

Анализ методов трассировки применительно к задаче разводки...

Рассмотрена задача трассировки волноводных трактов внутри апертуры крупногабаритных фазированных антенных решеток. Проанализирована возможность применения существующих методов трассировки для решения задачи. Задача решена с применением...

Анализ существующих методов решения транспортной...

Таким образом, решение транспортных задач большой размерности является актуальной задачей.

 резкого сокращения общего количества запасов и перемещения их значительной части из

Для совершенствования методов решения транспортной и складской задач, нами...

Оценка моделей прогнозирования на основе данных о спросе

Пример графика автокорреляции можно увидеть на рисунке 4 который был создан из остатков ARIMA и моделей экспоненциального сглаживания, выбранных для прогнозирования спроса в первом периоде тестирования для SKU1.

Построение регрессионной модели на основании исследования...

В ходе построения регрессионной модели были выполнены следующие задачи

Для оценки тесноты связи факторов использовали коэффициент корреляции R, который характеризует тесноту связи

Так как между факторами не наблюдается тесной связи, то далее составляем...

Программирование разностного метода решения одной задачи...

Постановка задачи [2]. Построить явную разностную схему для решения задачи, в которой имеется струна длиной , натянутая между двумя точками оси , точкой и точкой . Концы струны закреплены, начальное смещение струны описывается функцией , а начальная скорость...

Задать вопрос