數值天氣預報變分初值化之研究

曾忠一 余孟爵

中央研究院物理研究所
國立台灣大學大氣科學系國立台灣大學大氣科學系

中國文化大學理學院地學研究所

(中華民國七十二年二月三日收件)

摘要

　　本研究用變分最佳化原理處理數值天氣預報中的初值化問題。本研究使用線性平衡方程式為約束條件，同時利用高度場和風場的觀測資訊，使校正後的高度場和風場能滿足平衡方程式，以作為數值天氣預報的初值之用。所得的分析方程式是兩個聯立的橢圓型偏微分方程式，可用緩和法來求解。本文提出了一個求出最佳權重的方法，在例行的初值化時也可使用。校正前後的高度場和風場的分布型態大致相同，但在數值上仍有若干差異，這是因為校正後的高度場和風場已滿足平衡方程式。此外本研究也對高度場進行富氏分析，研究結果顯示，長波的強度分布在校正前後並無差異，但短波的強度在校正以後就顯著減小了。因此，線性平衡方程式的約束條件具有濾波的作用。