23243.基于數(shù)據(jù)同化的南海北部中尺度渦可預(yù)報(bào)性研究

1、密級(jí)中閹研孥jiI記硒窺垡院博士學(xué)位論文指導(dǎo)教師：壺豎塞巫塞雖熊生國(guó)科堂陵直篷瀣注研究壓塞塹硒塞員簋生國(guó)科堂陵太氫物堡巫塞壓韭壹文教拯簋亡壅篷注太堂學(xué)位類別：理堂簋學(xué)科專業(yè)：物理連注堂培養(yǎng)單位：生國(guó)科堂院直海漫注巫塞壓2012年5月摘要基于數(shù)據(jù)同化的南海北部中尺度渦可預(yù)報(bào)性研究摘要南海是一個(gè)中尺度渦十分活躍的海域，南海中尺度渦的演變(例如產(chǎn)生、發(fā)展和消亡)不僅對(duì)南海海洋環(huán)境場(chǎng)的時(shí)空分布，而且對(duì)我國(guó)南方地區(qū)天氣和氣候的異常變化均有重要影響

2、。本文利用基于混合坐標(biāo)海洋環(huán)流模式(HYCOM)和集合最優(yōu)插值(EnOI)同化方法構(gòu)建的中國(guó)近海海洋數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)，同化衛(wèi)星遙感海面高度異常(SLA)矛F(xiàn)I海面溫度(SST)信息，并結(jié)合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)(如SLA、SST、XBT、CTD及衛(wèi)星跟蹤表面漂流浮標(biāo)等)對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行檢驗(yàn)和評(píng)估，指出平均動(dòng)力高度(MDT)對(duì)同化SLA的影響，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探討南海北部中尺度渦的演變及其移動(dòng)路徑的可預(yù)報(bào)性。首先，利用中國(guó)近海海洋數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)，進(jìn)行一對(duì)為期3

3、年(2004年1月～2006年12月)的同化和非同化(即模擬)數(shù)值試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果與前人的研究結(jié)果(含觀測(cè)結(jié)果)比較分析表明，該區(qū)域模式能較真實(shí)地模擬出中國(guó)近海的環(huán)流結(jié)構(gòu)及其季節(jié)變化，再現(xiàn)出該海域溫鹽結(jié)構(gòu)的空間分布及其季節(jié)尺度上的演變特征。同化結(jié)果與多種觀測(cè)結(jié)果比較分析表明，同化SLA和SST對(duì)模擬結(jié)果具有積極的作用，同時(shí)同化能夠改善模式對(duì)中尺度渦的模擬能力。多組7天預(yù)報(bào)試驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)預(yù)報(bào)7天后SST的均方根誤差(RMSE)保持在0

4、5～070C之間，比慣性預(yù)報(bào)的RMSE低O20C左右，該系統(tǒng)還能較準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)出南海北部的升溫和降溫過程；同樣的，該系統(tǒng)也能預(yù)報(bào)出南海中尺度渦的發(fā)展演變過程。其次，本文從理論分析和同化試驗(yàn)兩個(gè)方面研究了中國(guó)近海海洋數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)中平均動(dòng)力高度(MDT)對(duì)同化SLA的影響。理論推導(dǎo)表明，即使假設(shè)海洋模式為一個(gè)線性模式，MDT的誤差在整個(gè)同化過程中還是會(huì)影響SLA分析場(chǎng)。選取3個(gè)基于不同方法構(gòu)建的MDT并結(jié)合中國(guó)近海海洋數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)進(jìn)行了3個(gè)為