从环境搭建到同化应用，WRFDA 资料同化技术在气象预报中的应用

 资料同化：开启精准预测的钥匙

在气象、海洋、大气环境和水文等科研领域，数值预报已成为提升预测质量的核心手段。而这一切的关键，始于模式初值的精准把控。资料同化，作为提升初值质量的利器，正逐渐成为科研与业务预报中的关键环节。

如今，资料同化新方法如雨后春笋般涌现，气象常规资料、卫星遥感观测以及大气环境等多种资料不断丰富，为资料同化的应用筑牢了科学根基。但随之而来的，是复杂科学问题的增多与实际应用难度的加大。

你是否在资料同化的理论探索中感到迷茫？是否在面对 Linux 环境下的配置和应用时无从下手？是否在背景误差协方差、物理约束关系的调优和更新中陷入困境？是否对新观测资料同化的关键技术望而却步？是否在同化结果的分析方法上找不到头绪？是否在 Bash、GRADS、NCL 等后处理工具的使用上感到棘手？是否在气象、环境、生态、水文等领域的应用技术拓展和方法上感到无措？是否渴望熟练掌握 WRF ETKF - 3DVAR DA 混合同化系统的应用却不得其门而入？

今天就给大家带来一份超全的学习资料，助你攻克资料同化的难关，提升科研与业务水平

当你能够精准地分析观测资料，巧妙地构造背景误差协方差，熟练地编写伴随程序，高效地进行同化结果分析，这将为你的科研和业务工作带来怎样的变革？你将不再被复杂的理论和繁琐的操作所困扰，而是能够自信地运用资料同化技术，提升数值预报的精度和效率，为气象、海洋、大气环境等领域的预测和决策提供强有力的支持。

目标：

1.掌握和理解资料同化的理论；

2.熟悉Linux环境下的配置和应用；

3.掌握背景误差协方差、物理约束关系的调优和更新；

4.掌握新观测资料同化的关键技术，如观测算子的构造、伴随程序的发展等；

5.熟悉同化结果的分析方法；

6.掌握Bash、GRADS、NCL等后处理工具进行结果处理及分析;

7.掌握在气象、环境、生态、水文等领域应用技术的拓展和方法;

8.熟练掌握WRF ETKF-3DVAR DA混合同化系统的应用;

专题一  资料同化的基本理论与方法

1、资料同化的基本概念、发展

2、资料同化的主要科学问题

3、资料同化的理论基础与早期方法

4、各种资料同化方案及其特点

专题二  WRF DA的环境需求、系统安装、调试与运行

1、Linux基本命令的应用

2、Linux环境变量的设置

3、编译器的安装与设置

4、WRF DA的环境变量和动态库的配置等

5、WRF DA的安装、编译及运行等

6、GrADS、NCL绘图的编译使用

专题三  观测资料与质量控制

1、观测资料的基本要求

2、常规观测资料与非常规观测

3、卫星资料及其同化

4、新型观测系统

5、观测资料的质量控制及常用方法

专题四  WRF DA同化系统的配置、背景误差的构造

1、水平网格的设置

2、垂直层次的配置

3、物理方案、参数化方案的选取

4、观测要素的选取

5、背景误差协方差的作用和常用的构造方法，如新息向量法（以GRAPES模式为例）、NMC方法等（WRF DA的三维变分程序为例

6、背景误差的构造方法

7、中小尺度变分同化B的构造

8、混合同化中背景误差协方差的构造及其特点

9、混合同化中B的比例关系

专题五  WRF DA变分资料同化、WRF DA混合同化新方法

1、WRF DA变分同化的基本框架

2、观测算子的构造

3、动力平衡和物理约束的实现

4、伴随模式及其程序编写

5、解决新资料的同化应用方法

6、ETKF-WRF DA混合同化方案的特点

7、ETKF集合扰动方案的说明

8、扩展控制变量法及其设置

9、流依赖的背景误差协方差的构造

10、实例分析

专题六  变分同化的单点试验、混合同化的单点试验

1、质量场单点试验

2、风场单点试验

3、湿度场的单点试验

4、流依赖属性的试验分析（结合槽和台风）

5、分析增量的结构与物理约束关系

专题七  同化分析增量的分析

1、不同观测资料对分析的影响

2、不同观测要素对分析的影响

3、有效观测资料的确定

4、分析增量的认识

专题八  WRF DA和ETKF-3DVAR混合同化系统的实际应用

1、结合实际的天气个例，重点掌握WRF DA和WRF ETKF-3DVAR混合同化系统的同化、预报的参数设置、新资料的同化方法和系统运行、结果分析，以及与其他模块的耦合等

2、暴雨天气过程的同化分析

3、台风天气过程的同化分析

    数值预报已经成为提升预报质量的重要手段，而模式初值质量是决定数值预报质量的重要环节。资料同化作为提高模式初值质量的有效方法，成为当前气象、海洋和大气环境和水文等诸多领域科研、业务预报中的关键科学方法。资料同化新方法的快速发展，气象常规资料、卫星遥感观测和大气环境等多种资料日益增加，为资料同化的有效应用奠定了坚实的科学基础，也导致许多新的复杂科学问题，增加了实际应用的难度。