一种基于鲁棒集合滤波的资料同化方法

来源：高原气象杂志2017年第4期北京时间：

作者：摆玉龙;张转花;尤元红;刘颖娟

单位：西北师范大学物理与电子工程学院, 兰州 730070

摘要：在集合卡尔曼滤波方法中，根据预报集合的统计特性提供的预报误差协方差矩阵对资料同化起决定性作用。但协方差矩阵低估会引起资料同化滤波发散问题。通过将集合转换卡尔曼滤波方法和时间局地化的H∞滤波方法相结合，提出一种基于鲁棒集合滤波思想的资料同化方法，放大转移矩阵的特征值，改善估计效果。主要思路是在集合滤波的框架下，按照鲁棒滤波的最小最大准则，实现同化系统性能的改进。利用非线性Lorenz-96混沌系统，考察集合时间局地化的H∞滤波在系统参数变化时，对同化系统鲁棒性的影响。结果表明:集合时间局地化的H∞滤波对系统参数变化具有很好的鲁棒性；与传统的滤波方法相比，鲁棒滤波方法提高了同化的效果。

关键词：集合转换卡尔曼滤波;时间局地化的<i>H</i><sub>∞</sub>滤波;Lorenz-96混沌系统;鲁棒性

基金资助：国家自然科学基金项目（41461078，41061038）