NCEP GSI资料同化系统

• 大气数据同化的目标是在给定当前状态的当前估计值（背景，通常是从数值模型进行6小时的预测）的前提下，确定大气层当前状态的最佳估计值（分析）。这项研究仅涉及微波卫星辐射，可用于推断大气的温度结构（与其他常规辐射和卫星辐射配合使用）。极轨卫星的观测在时间和空间上有些不规则，与数值模型状态相比稀疏，并且具有系统误差（偏差）和随机误差。提供背景信息的预测模型是动态一致的，但是它们也存在偏差，尤其是在平流层中。数据同化的挑战是将信息从分散的位置和观测时间转移到模型网格，同时保留物理，动态和数值上的一致性，这对于始终如一的良好天气预报至关重要。
• 美国NCEP GSI (Gridpoint Statistical Interpolation) 系统是适用于全球和区域应用程序的统一数据同化（DA）系统。它最初是由美国国家环境预测中心（NCEP）环境建模中心（EMC）开发的，是基于当时可操作的光谱统计插值（SSI）分析系统的下一代分析系统。 GSI并非像SSI那样在频谱空间中构建，而是在物理空间中构建，并被设计为一种灵活的最新系统，在可用的并行计算平台上非常有效。从三维变数（3DVar）数据同化技术开始，当前的GSI可以作为2DVar（用于表面数据分析），3DVar，3D集成变分（3D EnVar），4D EnVar，3D / 4D混合EnVar或4DVar（如果与GSI支持的预测系统中的伴随模型结合使用）。

• 经过初步开发，GSI分析系统已于2006年6月作为北美中尺度（NAM）系统的北美数据同化系统（NDAS）和全球预测系统（GDAS）的全球数据同化系统（GDAS）的核心部分投入运营（ GFS）于2007年5月在美国国家海洋和大气管理局（NOAA）上发表。此后，GSI系统已在各种运营系统中采用，包括美国国家航空航天局（NASA）的戈达德地球观测系统模型（GEOS），美国空军（USAF）中尺度数据同化系统，NOAA Real-时间中尺度分析（RTMA）系统，飓风天气研究和预报（WRF）模型（HWRF）以及快速刷新（RAP）和高分辨率快速刷新（HRRR）系统。 GSI的当前版本还用作即将推出的有限体积立方球面动态核心（FV3）GFS系统（Fv3GFS）的数据同化系统。