Asimilación de Observaciones de Traza Química Estratosférica Usando un Filtro de Kalman. Parte I: Formulación

Resumen La primera parte de este artículo en dos partes describe la formulación de un sistema de filtro de Kalman para asimilar observaciones de sondeo de extremidad de constituyentes químicos estratosféricos en un modelo de transporte de trazas. El sistema se basa en una aproximación isentrópica bidimensional, lo que permite una implementación completa del filtro de Kalman y un estudio exhaustivo de su comportamiento en un entorno de datos reales. Se utilizan conjuntos de datos de dos instrumentos en el Satélite de Investigación de la Atmosfera Superior con geometrías de visualización muy diferentes en los experimentos de asimilación. Se utiliza un diagnóstico robusto de chi-cuadrado, que compara estadísticas de los residuos observados menos pronosticados con las calculadas por el algoritmo del filtro, para ayudar a formular las entradas estadísticas al filtro, así como para ajustar los parámetros de covarianza y validar los resultados de asimilación. Se encontraron dos desviaciones significativas de la formulación estándar (discreta) del filtro de Kalman que resultaron ser importantes en este estudio. Primero, se descubrió que el filtro de Kalman estándar ...