進(jìn)化策略算法研究及其在氣象優(yōu)化問(wèn)題中的應(yīng)用.pdf

1、大多數(shù)工程實(shí)踐和科學(xué)研究問(wèn)題最終大都可以歸結(jié)為優(yōu)化問(wèn)題,并且優(yōu)化問(wèn)題有著很廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。一些氣象問(wèn)題比如氣象反問(wèn)題以及資料同化問(wèn)題都屬于優(yōu)化問(wèn)題的范疇。對(duì)氣象反問(wèn)題的研究,有助于提高氣象預(yù)報(bào)模式的準(zhǔn)確度；對(duì)資料同化問(wèn)題的研究,有助于提高預(yù)報(bào)初值的準(zhǔn)確度。而準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)模式和準(zhǔn)確的初值正是提高數(shù)值天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度的前提條件。因此,對(duì)這兩方面研究有著重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值,有利于提高我國(guó)的數(shù)值預(yù)報(bào)水平,達(dá)到防災(zāi)和減災(zāi)的目的,并為經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社

2、會(huì)穩(wěn)定提供強(qiáng)有力的保障。
　　 本研究緊緊圍繞進(jìn)化策略算法與氣象優(yōu)化問(wèn)題,進(jìn)行較深入的探索研究,并取得相應(yīng)的研究成果。具體而言,本文的工作主要有以下三個(gè)方面:
　　 1.針對(duì)進(jìn)化策略算法。應(yīng)用進(jìn)化策略算法求解非線性方程組時(shí),發(fā)現(xiàn)算法有時(shí)會(huì)陷入局部最優(yōu),搜索不到方程組的真實(shí)解。討論排序過(guò)程的思想,分析排序過(guò)程中存在的問(wèn)題,提出一種基于目標(biāo)的排序方法,改進(jìn)了原有的排序方法,通過(guò)數(shù)值實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了改進(jìn)后算法的有效性。
　　

3、 2.針對(duì)預(yù)報(bào)模式參數(shù)反演問(wèn)題。應(yīng)用進(jìn)化策略算法研究對(duì)預(yù)報(bào)模式的參數(shù)進(jìn)行反演,在一維擴(kuò)散方程和Lorenz-96模式上進(jìn)行了數(shù)值實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了進(jìn)化策略算法在求解參數(shù)反演問(wèn)題的可行性。
　　 3.針對(duì)預(yù)報(bào)初值問(wèn)題。在對(duì)預(yù)報(bào)資料進(jìn)行研究時(shí),應(yīng)用進(jìn)化策略算法優(yōu)化其中的目標(biāo)函數(shù)。先在Lorenz-63模式和Lorenz-96模式上進(jìn)行了理想個(gè)例實(shí)驗(yàn),然后進(jìn)一步在正壓原始方程上做了數(shù)值實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了進(jìn)化策略算法在資料同化中應(yīng)用的可行性