“选尺度资料同化”方法在海洋数值模拟中的应用:对一次西沙强暖涡过程的模拟试验

发布时间：2018-01-09 18:30

本文关键词：“选尺度资料同化”方法在海洋数值模拟中的应用:对一次西沙强暖涡过程的模拟试验　出处：《热带海洋学报》2016年02期 　论文类型：期刊论文

【摘要】："选尺度同化"(SSDA)方法是指在资料同化中考虑观测资料和模式变量的多尺度特征,选择性地对模式变量在某一尺度上进行调整同时保持在其他尺度上不变。为检验该方法在海洋资料同化中的应用效果,以2010年8月南海西沙群岛海域出现的强暖涡(称为西沙暖涡)为试验对象,对比了同化卫星高度计海表高度资料及其反演的地转流对暖涡的改善效果,其中对地转流的同化采用了两种同化方法,即采用和未采用选尺度同化方法。各个试验结果对比表明,同化海表高度和利用选尺度同化方法同化地转流均能改善对西沙暖涡的模拟,两者同时同化对西沙暖涡模拟的改善最显著。其中,同化海表高度是通过压力场调整速度场,对西沙暖涡的范围改善更显著;选尺度同化方法则通过速度场调整压力场,有利于维持海水向暖涡中心的辐合,对暖涡强度模拟效果更好。此外,不采用SSDA方法同化地转流(即不对模式流场进行尺度分离)的试验模拟效果最差,原因在于通过地转流直接调整整个流场会抑制小尺度流场(非地转流部分)的自由发展。
[Abstract]:The "selective scale assimilation" (SSDA) method refers to the consideration of the multi-scale characteristics of observation data and model variables in data assimilation. The model variables are selectively adjusted on one scale while remaining unchanged on other scales. In order to test the application effect of this method in ocean data assimilation. Based on the strong warm vortex (called Xisha warm vortex) which appeared in the waters of Xisha Islands in the South China Sea in August 2010, the effects of the assimilation satellite altimeter surface height data and the inversion geostrophic current on the warm vortex were compared. Two assimilation methods are used for geostrophic flow assimilation, that is, selective scale assimilation and non-selective assimilation. Assimilation of sea surface height and assimilation of geostrophic currents by selective scale assimilation method can improve the simulation of Xisha warm vortex. The assimilation sea surface height adjusts the velocity field through the pressure field, and improves the range of the Xisha warm vortex more obviously. The selective scale assimilation method adjusts the pressure field through the velocity field, which is helpful to maintain the convergence of seawater toward the center of the warm vortex, and the simulation effect of the warm vortex intensity is better. The experimental simulation without assimilating geostrophic flow (i.e. no scale separation of the model flow field) with SSDA method is the worst. The reason is that direct adjustment of the whole flow field through geostrophic flow will inhibit the free development of the small scale flow field (non-geostrophic flow).
【作者单位】：热带海洋环境国家重点实验室(中国科学院南海海洋研究所);中国科学院大学;
【基金】：国家重点基础研究发展计划重大科技攻关项目(2011CB403505;2014CB953904) 中国科学院战略性先导科技专项(A类,XDA11010304) 国家自然科学基金项目(41376021;41306013) 广东省突发性海洋灾害事件应急技术研究中心项目(2012A 032100004)~~
【分类号】：P731.2
【正文快照】： 研究复杂海洋过程所需要的资料主要通过两种途径获得,即直接观测(包括现场观测和卫星遥感)或数值模式输出。直接观测的数据虽然能真实反映海洋状况,但是不能满足研究复杂海洋过程的要求,这主要是因为:一方面由于海上观测的困难和高成本等因素,观测往往只能在有限区域和一定时

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