Алгоритм усвоения данных на основе оператора чувствительности для трехмерной модели переноса и трансформации примесей в атмосфере
А.В. ПЕНЕНКО1,2, А.В. ГОЧАКОВ3, П.Н. АНТОХИН2,4
1Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, Новосибирск, Россия
aleks@ommgp.sscc.ru
2Российский государственный гидрометеорологический университет, Санкт-Петербург, Россия
apn@iao.ru
3Сибирский региональный научно-исследовательский гидрометеорологический институт, Новосибирск, Россия
gochakov@sibnigmi.ru
4Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, Томск, Россия
Ключевые слова: усвоение данных, идентификация источников, адвекция-диффузия-реакция, оператор чувствительности, сопряженные уравнения
Страницы: 719-728
Аннотация
Трехмерные модели переноса и трансформации примеси позволяют учитывать вертикальную неоднородность атмосферных процессов. Однако их использование требует задания большого количества параметров и существенных вычислительных ресурсов для проведения расчетов, особенно при решении обратных задач и задач усвоения данных. Представлен новый алгоритм усвоения данных для трехмерной модели переноса и трансформации примесей с неизвестными источниками, в котором используется подход на основе операторов чувствительности и ансамблей решений сопряженных уравнений, реализованный в системе обратного моделирования IMDAF для вычислительных комплексов с распределенной памятью. При тестировании на реалистичном сценарии для Байкальского региона алгоритм позволил по данным интегральных измерений по вертикали, моделирующим результаты дистанционного зондирования, уменьшить ошибку расчета поля концентрации примесей на 15%. При дополнительном указании уровня расположения источника по вертикали ошибка расчета поля концентраций сократилась на 93%, ошибка задания функции источника - на 85%.
DOI: 10.15372/AOO20240901 |
