基于19年卫星高度计数据的全球潮汐同化模拟
发布时间：2021-06-18 14:56
借助卫星高度计观测时间超过19年的契机，本文分别建立了基于卫星数据分析的全球潮汐经验模式以及有限体积法的全球水动力模式，并通过这两个独立的全球潮汐模型的结合与同化以建立和改进全球潮汐模型，并以此提高中国近海潮汐的模拟精度。这两个潮汐模型分别为，以调和分析TOPEX/POSEIDON系列卫星高度计数据所得到的经验模型，基于无结构网格与有限体积法的水动力模型。本文选择了两种比较简单的同化方案，逐步订正与Nudging方法，来对这两组数据进行分析。对于卫星经验模型，在交叉点上升降轨调和常数偏差的比较指出，随着卫星数据的加长,调和分析的精度会得到提升，当使用19年的数据时全日分潮K1和O1的相对偏差比仅仅使用T/P卫星的数据时减少了约7%。不同数据组的结果与363个潮汐测站的比较表明，数据长度的增加有利于分潮振幅误差的降低，而将两颗卫星Jason-1和Jason-2的数据加入分析则使K1和O1的迟角误差增大了3°左右。本文用理想化实验分析了造成这种误差变化的原因。而通过引入M2分潮天体引潮力项以及自负载作用（loading and self-attraction），水动力...
【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
泛化地形跟随垂向分层系统示意图（于华明，2011）
a b图 2-2 有限体积法中的两种控制元（Chen at el, 2006 ）对于诊断方程中的时间变化项，该模型采用四阶 Runge-Kutta 时间步长方案积分。这是一种通过多阶时间步长来趋近二阶时间精度的方案。在湍闭合模型面，采用 Smagorinsky 旋转参数湍封闭模型来计算水平湍混合系数；采用应用广泛的 q - ql 型模型（其中 q 为湍流动能，l 为湍流宏观尺度），Mellor-Yamada.5 层湍封闭方案来计算垂向湍混合系数。模型在具体计算的过程中运用内外模计算方法，通过解一个 2 维的垂直积分方程来求得水位和流量，再通过这个水来求解三维的内模方程，这种方法之所以可行是因为，海表面的起伏是由快速重力波决定的，而这种变化又可以仅从流量来计算，所以可以用一个时间步长小的二维模式来近似计算水位。这种近似方法已成功应用于普林斯顿大洋模型POM）和罗格斯大洋模型系统（ROMs）。另外，模型还具有 3 维的干/湿网格处理模块，可以刻画近海的漫滩运动等效
全球网格分布图
【参考文献】：
期刊论文
[1]全球非结构网格有限体积法海洋模式东中国海潮汐计算初步分析[J]. 胡松,陈长胜,高郭平,来志刚,葛建忠,林辉婵,戚建华. 上海海洋大学学报. 2012(04)
[2]渤海、黄海、东海冬季环流的数值模拟[J]. 吴宝勤,王丹,陈标,马福诚. 海洋测绘. 2007(05)
[3]东海黑潮主段G-PN断面的多核结构[J]. 陈红霞,袁业立,华锋. 科学通报. 2006(06)
[4]渤、黄、东海潮汐的一种验潮站资料同化数值模式[J]. 王永刚,方国洪,曹德明,魏泽勋,乔方利. 海洋科学进展. 2004(03)
[5]台湾海峡三维风海流的数值模拟[J]. 任华堂,刘钦政,吴辉碇. 海洋预报. 2002(04)
[6]现代海洋/大气资料同化方法的统一性及其应用进展[J]. 乔方利. 海洋科学进展. 2002(04)
[7]利用TOPEX/Poseidon卫星高度计资料提取黄海、东海潮汐信息的研究[J]. 董晓军,马继瑞,黄珹,范振华,韩桂军,许崇金. 海洋与湖沼. 2002(04)
[8]南海TOPEX/POSEIDON高度计资料的正交响应法潮汐分析[J]. 李培良,左军成,李磊,黄娟. 海洋与湖沼. 2002(03)
[9]渤海开边界潮汐的伴随法反演[J]. 吕咸青,方国洪. 海洋与湖沼. 2002(02)
[10]利用伴随法优化非线性潮汐模型的开边界条件Ⅱ.黄海、东海潮汐资料的同化试验[J]. 韩桂军,方国洪,马继瑞,刘克修,李冬. 海洋学报(中文版). 2001(02)
博士论文
[1]东中国海物理环境长期变化的数值模拟研究[D]. 王悦.中国海洋大学 2009
[2]黑潮对东中国海主要流系的影响[D]. 马超.中国海洋大学 2009
[3]强潮驱陆架海中的湍流与混合[D]. 刘志宇.中国海洋大学 2009
[4]渤黄东海潮波同化数值模拟和潮能耗散的研究[D]. 李培良.中国海洋大学 2002
本文编号：3236866
【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
泛化地形跟随垂向分层系统示意图（于华明，2011）
a b图 2-2 有限体积法中的两种控制元（Chen at el, 2006 ）对于诊断方程中的时间变化项，该模型采用四阶 Runge-Kutta 时间步长方案积分。这是一种通过多阶时间步长来趋近二阶时间精度的方案。在湍闭合模型面，采用 Smagorinsky 旋转参数湍封闭模型来计算水平湍混合系数；采用应用广泛的 q - ql 型模型（其中 q 为湍流动能，l 为湍流宏观尺度），Mellor-Yamada.5 层湍封闭方案来计算垂向湍混合系数。模型在具体计算的过程中运用内外模计算方法，通过解一个 2 维的垂直积分方程来求得水位和流量，再通过这个水来求解三维的内模方程，这种方法之所以可行是因为，海表面的起伏是由快速重力波决定的，而这种变化又可以仅从流量来计算，所以可以用一个时间步长小的二维模式来近似计算水位。这种近似方法已成功应用于普林斯顿大洋模型POM）和罗格斯大洋模型系统（ROMs）。另外，模型还具有 3 维的干/湿网格处理模块，可以刻画近海的漫滩运动等效
全球网格分布图
【参考文献】：
期刊论文
[1]全球非结构网格有限体积法海洋模式东中国海潮汐计算初步分析[J]. 胡松,陈长胜,高郭平,来志刚,葛建忠,林辉婵,戚建华. 上海海洋大学学报. 2012(04)
[2]渤海、黄海、东海冬季环流的数值模拟[J]. 吴宝勤,王丹,陈标,马福诚. 海洋测绘. 2007(05)
[3]东海黑潮主段G-PN断面的多核结构[J]. 陈红霞,袁业立,华锋. 科学通报. 2006(06)
[4]渤、黄、东海潮汐的一种验潮站资料同化数值模式[J]. 王永刚,方国洪,曹德明,魏泽勋,乔方利. 海洋科学进展. 2004(03)
[5]台湾海峡三维风海流的数值模拟[J]. 任华堂,刘钦政,吴辉碇. 海洋预报. 2002(04)
[6]现代海洋/大气资料同化方法的统一性及其应用进展[J]. 乔方利. 海洋科学进展. 2002(04)
[7]利用TOPEX/Poseidon卫星高度计资料提取黄海、东海潮汐信息的研究[J]. 董晓军,马继瑞,黄珹,范振华,韩桂军,许崇金. 海洋与湖沼. 2002(04)
[8]南海TOPEX/POSEIDON高度计资料的正交响应法潮汐分析[J]. 李培良,左军成,李磊,黄娟. 海洋与湖沼. 2002(03)
[9]渤海开边界潮汐的伴随法反演[J]. 吕咸青,方国洪. 海洋与湖沼. 2002(02)
[10]利用伴随法优化非线性潮汐模型的开边界条件Ⅱ.黄海、东海潮汐资料的同化试验[J]. 韩桂军,方国洪,马继瑞,刘克修,李冬. 海洋学报(中文版). 2001(02)
博士论文
[1]东中国海物理环境长期变化的数值模拟研究[D]. 王悦.中国海洋大学 2009
[2]黑潮对东中国海主要流系的影响[D]. 马超.中国海洋大学 2009
[3]强潮驱陆架海中的湍流与混合[D]. 刘志宇.中国海洋大学 2009
[4]渤黄东海潮波同化数值模拟和潮能耗散的研究[D]. 李培良.中国海洋大学 2002
本文编号：3236866
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/3236866.html
