高度计波高数据同化对印度洋海域海浪数值预报影响研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 范秀梅 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2012-05 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 齐鹏 |
| 关键词 | WAVEWATCH Ⅲ 最优插值 同化 卫星高度计 海浪同化 |
| 学位专业 | 物理海洋学 |
| 中文摘要 | 海浪预报准确度的提高一直是海浪数值预报追求的目标，现在海浪都是由海浪模式来预报，如果输入模式的初始有效波高场更准确，那么模式的预报自然就更准确。于是为模式提供更准确的初始场是提高预报精确度的方法之一。目前各种同化方法都日趋成熟，利用观测值和同化技术来同化模式输出的背景场，可以为模式预报提供更准的初始场。 本文利用最优插值(Optimal Interpolation)的同化方法，向WWATCH Ⅲ3.14中加入同化模块，由大气模式WRF一小时一次的输出风场驱动模式，以北印度洋为计算区域（由全球区域为其提供边界条件），在模式积分的过程中连续同化了2010年12月15日、16日和17日这三天的由JASON-2高度计观测的波高数据，需要注意的是在每次同化过后需要利用同化后得到的有效波高重构相应的二维海浪波谱。使得同化后的波浪能量谱能够替换无同化的波能谱，从而达到同化的效果，为模式的预报提供更准确的波浪初始场。 在处理同化的背景误差协方差矩阵B占用内存过多的问题时，本文采用的稀疏矩阵的存储方法，以节省内存。对稀疏矩阵的运算采用Sparse Blas函数库里的相关函数。为了充分利用模式的并行运行的功能和提高模式的运行速度，按照模式的并行设计思路，设计同化模块。 把得到的同化后的有效波高和同化前的波高分别与高度计数据进行比较，结果表明采用最优插值的方法，利用卫星高度计的观测波高同化由WWATCH Ⅲ模式算出的背景场，获得了海浪有效波高的最优估计，可以为预报海浪提供更准确的初始场。 得到经过同化的分析场后，利用其作为有效波高初始场预报了三天的海浪有效波高。取同化阶段某一时刻的卫星轨道的经纬度，输出预报时刻该轨道线上的波高值，并把它与无同化相同预报时刻和位置的值相比，检验同化预报的时效性。 从结果可看出同化的效果在72小时以内，同化和无同化的预报效果区别较明显，并且随着预报时间的增长两者的预报结果区别逐渐减小直至消失。 同时利用得到的同化后的有效波高场作为初始场预报了三天的波浪，并把无同化预报和同化预报在有卫星观测值的时刻进行的比较，得出同化可以提高波浪预报的水平。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2014-08-08 |
| 源URL | [http://ir.qdio.ac.cn/handle/337002/17921]  |
| 专题 | 海洋研究所_海洋环流与波动重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 范秀梅. 高度计波高数据同化对印度洋海域海浪数值预报影响研究[D]. 中国科学院研究生院. 2012. |
入库方式： OAI收割
来源：海洋研究所
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