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.
变分同化 各向同性 特征尺度 高阶递归滤波