摘要：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。

摘要：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。

摘要：资料同化系统：在区域三维变分同化系统中增加了SYNOP,SHIP,AIRERSATOB，雷达径向风等观测算子、非线性平衡约束，用NMC方法重新估算了背景误差协方差；建立了区域／全球一体化的三维变分同化框架；开展了EnKF的前沿性研究；研究开发4DVAR系统，完成切线性模式和伴随模式设计、编程，进行了初步调试。主要工作包括以下几个方面：①全球闭合网格点构造与算法设计；②预调水平变换的谱滤波表示；③用NMC方法估计背景误差协方差参数；