1. 本选题研究的目的及意义
集合预报是当前数值天气预报领域最主要的手段之一，通过对大气初始状态引入扰动，生成多个可能演变路径，从而估计预报的不确定性，并提供更丰富的预报信息。
集合预报的成功与否，关键在于能否有效描述大气状态演变的不确定性，而这很大程度上取决于对集合预报扰动本身的认识。
集合预报扰动并非是对大气真实扰动的简单复制，而是根据特定方法构建的，其物理结构和动力传播特征直接影响着集合预报系统的性能。
2. 本选题国内外研究状况综述
近年来，国内外学者对集合预报扰动开展了大量研究，取得了丰硕的成果，但仍有一些问题需要进一步探讨。
1. 国内研究现状
国内学者在集合预报扰动研究方面取得了一定的进展，特别是在扰动生成方法和扰动影响评估方面。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本研究将利用高分辨率数值天气预报模式的集合预报数据，采用统计分析、动力诊断等方法，深入分析集合预报扰动的物理结构和动力传播特征，并探讨其对预报误差的影响。
1. 主要内容
1.分析不同时间尺度上集合预报扰动的结构演变特征，包括扰动振幅的增长、空间尺度的变化、垂直结构的演变等，并对比分析不同天气类型下扰动结构的差异。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用数值模拟和理论分析相结合的方法，具体步骤如下：
1.数据准备：收集和处理高分辨率数值天气预报模式的集合预报数据，包括不同初始场、不同预报时效、不同区域的预报数据。
对数据进行质量控制，剔除异常值和错误数据。
2.扰动提取与分析：从集合预报数据中提取扰动信息，构建扰动场。
5. 研究的创新点
本研究的创新点在于：
1.从物理结构和动力传播特征的角度，系统地研究集合预报扰动的演变规律，揭示其对集合预报性能的影响机制，为改进集合预报方法提供新思路。
2.结合统计分析和动力诊断方法，深入分析扰动能量的传播路径、波作用通量的作用、环境场对扰动传播的影响，揭示扰动演变的物理机制。
3.定量分析扰动结构与预报误差增长的关系，并尝试利用扰动结构信息来改进集合预报，为提高集合预报准确率提供新途径。
6. 计划与进度安排
第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲
第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文
7. 参考文献（20个中文5个英文）
[1] 陈静，薛纪善，李俊，等.集合预报扰动方法研究进展[J].气象学报，2018,76(05):701-718.
[2] 周文友，李晓莉，刘永.集合预报扰动方法研究进展[J].气象科技进展，2013,3(06):7-16.
[3] 温敏，陈德辉.集合预报扰动方法研究新进展[J].气象，2019,45(04):441-456.
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