grapes-3dvar高阶递归滤波方案及其初步试验

背景误差协方差矩阵b及其逆的求解是三维变分同化研究的核心问题之一。在grapes区域三维变分同化系统(grapes-3dvar)中背景误差协方差矩阵的水平变换部分，假定各向同性并进行递归滤波运算。原有方案中采用一阶递归滤波器，但收敛不够迅速，每次循环同化时需滤波10次才能使目标函数收敛。根据purser等2003年的研究思路，研究发展了针对grapes区域三维变分同化系统的高阶递归滤波方案；理想试验结果表明，使用四阶递归滤波仅需运行一次就能使目标函数收敛，滤波后的输出场呈现高斯型分布，达到计算精度要求，并且，滤波效果明显好于一阶递归滤波运行4次的结果。另外，为了使高斯型函数的功率谱接近大气实际的谱衰减，对3种不同特征尺度的四阶递归滤波器进行线性组合。通过实验表明，拟合后的多尺度四阶递归滤波在保持原有大尺度信息的基础上，更清晰地显示出了一些中小尺度的信息。