基于非迭代海-气通量算法蒸发波导预测模型在不同海域的适应性研究

发布时间：2021-04-03 02:13

　　利用非迭代海-气通量算法蒸发波导预测模型（Liu-Li模型）对我国渤海海域试验数据及大西洋海域FNL分析资料进行诊断,分析了模型对不同海域海上气象要素的敏感性,对试验时间内蒸发波导高度进行了预测,并与观测的实际波导高度进行了比较分析。此外,将Liu-Li模型与Babin模型、NPS模型、P-J模型和伪折射率模型的预测诊断效果进行对比。结果表明:Liu-Li模型的计算结果与实际观测波导高度及其他4种模型计算结果的变化趋势基本一致,能较好地反应该时段内海上蒸发波导高度的变化趋势,并对不同层结状态下的气象要素作出敏感性响应。在渤海海域,Liu-Li模型在不稳定海气层结状态下计算得到的波导高度略低于实际观测波导高度,而在稳定海气层结状态下Liu-Li模型计算得到的波导高度结果偏大,特别是海气层结状态越稳定时,LiuLi模型的计算会出现异常值。在西北大西洋海域,Liu-Li模型对蒸发波导高度的诊断与Babin模型、NPS模型和伪折射率模型相近,但Liu-Li模型计算稳定性更好;同时,大多数时次内Liu-Li模型的计算结果与风速和相对湿度的变化趋势较为接近,在海气条件复杂多变的情况下模型计算的波导... 

【文章来源】：海洋预报. 2020,37(06)北大核心CSCD

【文章页数】：13 页

【部分图文】：

Liu-Li模型计算得出的蒸发波导高度随风速、气海温差和湿度的变化情况

图3 2011年7月6—14日渤海试验中实测波导高度与模型计算高度的变化序列及高度差图5 2011年7月6—14日渤海试验中Liu-Li模型计算所得波导高度与实测波导高度以及其他模型计算所得波导高度差值的变化序列

对比实测波导高度、模型计算所得波导高度的变化序列与湿度、气压、风速和气海温差的变化序列，可以看到蒸发波导对不同气象要素敏感性响应的变化。当大气处于不稳定层结条件下时，模型给出的波导高度显示出与相对湿度变化趋势一致，与风速变化趋势相反的特点，对气压的敏感性响应则不明显；在稳定层结状态下，蒸发波导高度除了对相对湿度和风速的变化响应较大外，对气海温差变化的响应更为明显，且容易出现零值和过高值。为了更好地检验Liu-Li模型的适用性（见图3—5），将Liu-Li模型的计算高度与其他蒸发波导预测模型的计算高度进行对比，并结合实际测得的波导高度，对不同模型的预测结果进行分析。从图3a可以看出：不同模型计算的波导高度变化趋势与实测波导高度的趋势基本一致，整体变化较为平稳；其他4类模型两者也都在第700个、第1250个观测时次前后呈现出明显跃动和短时间的高低波动，Babin模型、NPS模型和伪折射率模型也在该时段内出现零值和40 m以上的过高值，而P-J模型由于在稳定层结条件下加入了人为修正，避免了异常值的出现。与实测波导高度相比，可以看出实测波导高度整体平均高于所有模型计算所得的蒸发波导高度，P-J模型的计算结果与实测波导高度较为相近，除初始观测时间外，各时次的波导高度差都比较小；其次为伪折射率模型，计算结果与实测波导高度相差较小；Liu-Li模型、Babin模型和NPS模型的计算结果则与实测波导高度有明显差异，其中Babin模型最为明显。Liu-Li模型计算的波导高度与实测波导高度及其他模型计算的波导高度相差较小。Liu-Li模型计算的波导高度与Babin模型和NPS模型计算的波导高度基本相同，平均高度相差很小，伪折射率模型次之，相差最大为P-J模型；特别是在稳定海气层结状态下，由于P-J模型计算进行了人为订正，Liu-Li模型与P-J模型计算得到的波导高度相差则比较大，表征为异常值。


本文编号：3116411