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GRAPES全球切线性和伴随模式的调优被引量：28: 1; 作者刘永柱张林金之雁《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2017年第1期62-71,共10页; 伴随技术是四维变分同化(4DVar)系统中计算代价函数梯度的最佳办法,切线性和伴随模式的效果和效率直接影响着4DVar系统的发展。基于GRAPES(Global and Regional Assimilation PrEdiction System)全球切线性和伴随模式1.0版本,利用GRAPE... 展开更多; 关键词切线性模式伴随模式四维变分同化 GRAPES模式; 在线阅读下载PDF 职称材料

线性化物理过程对GRAPES 4DVAR同化的影响被引量：19: 2; 作者刘永柱龚建东 +1 位作者张林陈起英《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期196-209,共14页; 线性化物理过程能够改善四维变分同化中极小化收敛的稳定性和增加极小化过程中对大气物理过程和动力更加精确的描述,它是四维变分同化中非常重要的一部分。通过在GRAPES全球模式中研究线性化物理过程,尤其是两个湿线性化物理过程,改善... 展开更多; 关键词线性化物理过程切线性模式 GRAPES模式四维变分同化; 在线阅读下载PDF 职称材料

二维浅水波并行模式的伴随被引量：1: 3; 作者曹小林宋君强孙安香《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期41-45,共5页; 以二维浅水波为例,详细探讨如何开发并行模式的切线性模式和伴随模式。切线性模式的并行机制和原始模式一致,而伴随模式不同。三个模式采用一致的数据剖分方法可提高并行效率。在集群并行计算机系统上采用一维数据剖分,切线性模式的通... 展开更多; 关键词并行模式切线性模式伴随模式计算量通信量; 在线阅读下载PDF 职称材料

CMA全球混合四维变分同化系统的方法研究被引量：1: 4; 作者王凡龚建东 +1 位作者王瑞春陈耀登《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期709-720,共12页; 随流型演变的变量间背景误差协方差特征非常重要,而变分系统中传统气候背景误差很难描述这些信息。虽然四维变分同化(4DVar)能通过切线性和伴随模式隐式演变初始背景误差协方差,但其存在开发维护复杂、计算成本昂贵等问题,而且在高精度... 展开更多; 关键词切线性和伴随模式背景误差协方差 4DVAR 集合预报误差 H-4DEnVar; 在线阅读下载PDF 职称材料

GRAPES全球奇异向量方法改进及试验分析被引量：26: 5; 作者李晓莉刘永柱《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期552-562,共11页; 基于总能量模的奇异向量扰动常用于构造集合预报的初始条件。以建立GRAPES(Global and Regional Assimilation PrEdiction System)全球集合预报系统为目的,基于前期研发的GRAPES全球模式奇异向量方法,在GRAPES全球切线性模式和伴随模式... 展开更多; 关键词奇异向量线性化边界层方案 GRAPES模式切线性模式; 在线阅读下载PDF 职称材料

使用自动微分的分类算法: 6; 作者张海斌王美《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期656-659,共4页; 解决支持向量机中的分类算法需要计算多变量函数的有关偏导数问题,通常使用的计算方法符号微分和差分近似．对于中大规模问题来说,使用符号微分方法,成本昂贵,有时甚至不可行,在计算导数的方向梯度时,利用差分方法虽然可以降低计算成本... 展开更多; 关键词数据挖掘支持向量机牛顿法自动微分切线性模式伴随模式; 在线阅读下载PDF 职称材料

针对C语言的自动微分系统及其应用被引量：2: 7; 作者张春晖程强曹建文《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2009年第1期155-158,171,共5页; 采用切线性模式和代码转换策略,开发了C语言自动微分转换系统(DTC),用于牛顿法求解非线性方程中Jacobi矩阵—向量乘积计算。介绍系统计算模型、功能、特色,并讨论系统的设计与实现技术,包括编译技术、微分代码转换及输入/输出(I/O)相关... 展开更多; 关键词自动微分切线性模式 JACOBI矩阵; 在线阅读下载PDF 职称材料

题名GRAPES全球切线性和伴随模式的调优被引量：28: 1; 作者刘永柱张林金之雁; 机构中国气象局数值预报中心; 出处《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2017年第1期62-71,共10页; 基金公益性行业(气象)科研专项(GYHY201506003) "十二五"国家科技支撑计划(2012BAC22B02) 中国气象局数值预报GRAPES发展专项(GRAPES-FZZX-2016-13); 文摘伴随技术是四维变分同化(4DVar)系统中计算代价函数梯度的最佳办法,切线性和伴随模式的效果和效率直接影响着4DVar系统的发展。基于GRAPES(Global and Regional Assimilation PrEdiction System)全球切线性和伴随模式1.0版本,利用GRAPES全球模式2.0版本在并行框架和性能等方面的改善,重新优化和设计了GRAPES全球切线性伴随模式2.0版本,提高了GRAPES全球切线性和伴随模式的效果和效率,优化了切线性模式程序结构,使其计算时间最优可控制在非线性模式的1.2倍以内;采用在切线性模式中保存基态的方法,重构了伴随模式的程序结构,使其计算时间最优控制在非线性模式的1.5倍以内;在GRAPES全球切线性物理过程的设计中,将线性物理过程的轨迹基态计算和切线性扰动计算解耦,提高了G-RAPES全球切线性和伴随模式的计算效果和效率。; 关键词切线性模式伴随模式四维变分同化 GRAPES模式; Keywords tangent linear model adjoint model 4DVar GRAPES; 分类号 P456.7 [天文地球—大气科学及气象学]; 在线阅读下载PDF 职称材料

题名线性化物理过程对GRAPES 4DVAR同化的影响被引量：19: 2; 作者刘永柱龚建东张林陈起英; 机构中国气象局数值预报中心/国家气象中心; 出处《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期196-209,共14页; 基金公益性行业(气象)科研专项(GYHY201506003) 重大自然灾害监测预警与防范(2018YFC1506705) 中国气象局数值预报中心GRAPES发展专项(GRAPES-FZZX-2018); 文摘线性化物理过程能够改善四维变分同化中极小化收敛的稳定性和增加极小化过程中对大气物理过程和动力更加精确的描述,它是四维变分同化中非常重要的一部分。通过在GRAPES全球模式中研究线性化物理过程,尤其是两个湿线性化物理过程,改善切线性模式预报精度,来提高GRAPES全球四维变分同化的分析和预报效果。线性化物理过程的开发首先需要简化原非线性化物理过程中的强非线性项,然后对线性化物理过程进行规约化,以抑制切线性扰动的异常增长。目前GRAEPS全球模式中的线性化物理过程主要包括次网格尺度地形参数化、垂直扩散、积云深对流和大尺度凝结。线性化物理过程预报精度的检验方法是通过选择合适大小的初始扰动(同化分析增量),来比较非线性模式和切线性模式中的扰动演化的纬向平均误差。然后以绝热版本的切线性模式为基础,通过冬、夏两个个例试验来分别检验4个线性化物理过程的12 h预报效果。试验结果表明,通过添加次网格地形参数化和垂直扩散两个干线性化物理过程方案,可以有效抑制住绝热版本切线性模式低层扰动的异常增长,大幅度改善切线性模式预报效果。通过添加积云深对流和大尺度凝结两个湿线性化物理过程,可以在热带区域和中、高纬度地区提高切线性模式中湿变量和温度变量的近似精度,提高GRAPES全球四维变分同化的分析和预报效果。; 关键词线性化物理过程切线性模式 GRAPES模式四维变分同化; Keywords Linearized physical processes Tangent linear model GRAPES model Four-dimensional variational assimilation; 分类号 P435 [天文地球—大气科学及气象学]; 在线阅读下载PDF 职称材料

题名二维浅水波并行模式的伴随被引量：1: 3; 作者曹小林宋君强孙安香; 机构北京应用物理与计算数学研究所国防科技大学计算机学院; 出处《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期41-45,共5页; 基金国家部委基金项目资助(2001BA607B02); 文摘以二维浅水波为例,详细探讨如何开发并行模式的切线性模式和伴随模式。切线性模式的并行机制和原始模式一致,而伴随模式不同。三个模式采用一致的数据剖分方法可提高并行效率。在集群并行计算机系统上采用一维数据剖分,切线性模式的通信量与原始模式相当,而计算量几乎是原始模式的2倍;伴随模式的通信量大约是原始模式的2倍,而计算量几乎是原始模式的3倍。在三个模式中,切线性模式的加速比最大。; 关键词并行模式切线性模式伴随模式计算量通信量; Keywords parallel model tangent linear model adjoint model computing cost communiation cost; 分类号 TP301.6 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]; 在线阅读下载PDF 职称材料

题名CMA全球混合四维变分同化系统的方法研究被引量：1: 4; 作者王凡龚建东王瑞春陈耀登; 机构南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心中国气象局地球系统数值预报中心; 出处《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期709-720,共12页; 基金国家重点研发计划项目(2022YFC3004002)。; 文摘随流型演变的变量间背景误差协方差特征非常重要,而变分系统中传统气候背景误差很难描述这些信息。虽然四维变分同化(4DVar)能通过切线性和伴随模式隐式演变初始背景误差协方差,但其存在开发维护复杂、计算成本昂贵等问题,而且在高精度可扩展全球大气模式中尤为突出。为规避切线性和伴随模式,将四维集合预报误差引入CMA全球资料同化系统,发展了H-4DEnVar同化方案,开展批量循环同化及其预报试验和台风预报试验,并与4DVar方案对比。批量预报试验表明,四维集合预报误差的引入改善了分析场,显著提高了同化系统的全球预报能力;台风预报试验表明,H-4DEnVar中随流型演变的背景误差是台风路径预报误差减小的主要原因;与4DVar对比发现,考虑集合预报误差IO成本情况下,H-4DEnVar以4DVar 26%计算成本表现出基本相当的预报能力。H-4DEnVar同化方案在规避切线性和伴随模式的同时表现出了良好的同化预报效果,为在不使用切线性和伴随模式情况下实现四维同化提供了参考。; 关键词切线性和伴随模式背景误差协方差 4DVAR 集合预报误差 H-4DEnVar; Keywords Tangent linear and adjoint models Background error covariance 4DVar Ensemble forecast error H-4DEnVar; 分类号 P456.7 [天文地球—大气科学及气象学]; 在线阅读下载PDF 职称材料

题名GRAPES全球奇异向量方法改进及试验分析被引量：26: 5; 作者李晓莉刘永柱; 机构中国气象局数值预报中心国家气象中心; 出处《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期552-562,共11页; 基金中国气象局公益性行业科研专项(GYHY201506005) 国家科技支撑计划项目(2015BAC03B01); 文摘基于总能量模的奇异向量扰动常用于构造集合预报的初始条件。以建立GRAPES(Global and Regional Assimilation PrEdiction System)全球集合预报系统为目的,基于前期研发的GRAPES全球模式奇异向量方法,在GRAPES全球切线性模式和伴随模式2.0版的框架下,开展了引入线性化边界层方案来改善奇异向量结构,并提高奇异向量计算效率的研究。通过连续试验,从奇异向量的扰动能量结构、扰动能量谱及扰动空间分布等方面,综合分析改进GRAPES全球奇异向量的结构及演变特征。试验结果表明,改进后的GRAPES奇异向量方法有效抑制了之前扰动能量在近地面层不合理的快速增长,同时,奇异向量最优扰动的结构更客观地体现了中高纬度区域大气初始条件中的斜压不稳定扰动及其演变,如在初始时刻奇异向量扰动能量主要位于对流层中层,并呈现出随高度向西倾斜的大气斜压特征;经过线性化演变,扰动能量向较大水平尺度转移,并在垂直结构上表现出向对流层高层上传及向对流层低层下传的特征等。针对GRAPES奇异向量迭代求解中伴随模式计算耗时为主的情况,改进伴随模式中广义共轭余差方案的调用方式,并采用大内存存储法来提高其计算效率,进而将奇异向量总计算时间缩短了25%。总之,改进后的GRAPES奇异向量方法,可应用于构建面向业务应用的GRAPES全球集合预报系统。; 关键词奇异向量线性化边界层方案 GRAPES模式切线性模式; Keywords Singular vectors Linearized planetary boundary layer parameterization GRAPES model Tangent linear model; 分类号 P435 [天文地球—大气科学及气象学]; 在线阅读下载PDF 职称材料

题名使用自动微分的分类算法: 6; 作者张海斌王美; 机构北京工业大学应用数理学院; 出处《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期656-659,共4页; 基金研究生科技基金(ykj-2006-424).; 文摘解决支持向量机中的分类算法需要计算多变量函数的有关偏导数问题,通常使用的计算方法符号微分和差分近似．对于中大规模问题来说,使用符号微分方法,成本昂贵,有时甚至不可行,在计算导数的方向梯度时,利用差分方法虽然可以降低计算成本,但得到的是近似值,而且确定恰当的差分区间也很困难．本文将自动微分技术与分类算法相结合,以较低的成本精确计算了中大规模问题函数的导数,建立并研究了使用自动微分的分类算法．并用数值试验验证了这一算法的有效性．; 关键词数据挖掘支持向量机牛顿法自动微分切线性模式伴随模式; Keywords data mining support vector machines newton method automatic differentiation tangent linear mode adjoint mode; 分类号 O242.23 [理学—计算数学]; 在线阅读下载PDF 职称材料

题名针对C语言的自动微分系统及其应用被引量：2: 7; 作者张春晖程强曹建文; 机构中国科学院软件研究所并行计算实验室中国科学院研究生院中国科学院计算机网络信息中心; 出处《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2009年第1期155-158,171,共5页; 基金国家自然科学基金资助项目(60503031); 文摘采用切线性模式和代码转换策略,开发了C语言自动微分转换系统(DTC),用于牛顿法求解非线性方程中Jacobi矩阵—向量乘积计算。介绍系统计算模型、功能、特色,并讨论系统的设计与实现技术,包括编译技术、微分代码转换及输入/输出(I/O)相关分析。最后给出了几个具有说服力的测试与应用。; 关键词自动微分切线性模式 JACOBI矩阵; Keywords automatic differentiation tangent linear model Jacobian; 分类号 TP312 [自动化与计算机技术—计算机软件与理论]; 在线阅读下载PDF 职称材料

	题名	作者	出处	发文年	被引量	操作
1	GRAPES全球切线性和伴随模式的调优	刘永柱张林金之雁	《应用气象学报》 CSCD 北大核心	2017	28	在线阅读下载PDF 职称材料
2	线性化物理过程对GRAPES 4DVAR同化的影响	刘永柱龚建东张林陈起英	《气象学报》 CAS CSCD 北大核心	2019	19	在线阅读下载PDF 职称材料
3	二维浅水波并行模式的伴随	曹小林宋君强孙安香	《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心	2003	1	在线阅读下载PDF 职称材料
4	CMA全球混合四维变分同化系统的方法研究	王凡龚建东王瑞春陈耀登	《气象学报》 CAS CSCD 北大核心	2024	1	在线阅读下载PDF 职称材料
5	GRAPES全球奇异向量方法改进及试验分析	李晓莉刘永柱	《气象学报》 CAS CSCD 北大核心	2019	26	在线阅读下载PDF 职称材料
6	使用自动微分的分类算法	张海斌王美	《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心	2007	0	在线阅读下载PDF 职称材料
7	针对C语言的自动微分系统及其应用	张春晖程强曹建文	《计算机应用研究》 CSCD 北大核心	2009	2	在线阅读下载PDF 职称材料