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3 实时预报方程
设云柱体中水分动态模拟和地面降雨测量中的误差分别为W(t)和V(t)。假定误差具有叠加性。那么式(1)、式(2)可表示为
式中:W(t)为零均值;方差密度为Q(t)的连续型随机误差;V(t)为方差为R(t)的白噪声序列;Y(t)为瞬时降雨率。式(10)、(11)构成了动态系统的随机微分方程。
对式(11)进行积分,可得某一时段[tK-1,tK]内的降水量Z(tk),即
式中:高斯型随机(误差)变量V(tK)在时段[tK-1,tK]内独立于X(t),与t无关。
降雨模型的输入变量包括地面站的气温、气压与露点(观测值或预报值)。系统方程中A(t)、B(t)和H(t)都由输入变量唯一确定(已率定模型自由参数K1、K2后)。因此,在各个时段[tK-1,tK]内它们都为常数。现分别用A、B和H表示。
以式(10)为状态方程.以式(12)为观测方程.则其对应的系统预报和滤波方程为
GB模型中的时段降水量Y是以瞬时降水率经线性转换后得出的,即直接以计算时段长Δt乘以瞬时降水率,其滤波方程即为离散线性卡曼滤波方程[4]。由于瞬时降雨率变率大,这种线性转换可能引起较大误差。