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

1、密級中閹研孥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科堂陵直篷瀣注研究壓塞塹硒塞員簋生國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)報性研究摘要南海是一個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)不僅對南海海洋環(huán)境場的時空分布，而且對我國南方地區(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)合實測數(shù)據(jù)(如SLA、SST、XBT、CTD及衛(wèi)星跟蹤表面漂流浮標等)對該系統(tǒng)進行檢驗和評估，指出平均動力高度(MDT)對同化SLA的影響，在此基礎(chǔ)上，進一步探討南海北部中尺度渦的演變及其移動路徑的可預(yù)報性。首先，利用中國近海海洋數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)，進行一對為期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。試驗結(jié)果與前人的研究結(jié)果(含觀測結(jié)果)比較分析表明，該區(qū)域模式能較真實地模擬出中國近海的環(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)果與多種觀測結(jié)果比較分析表明，同化SLA和SST對模擬結(jié)果具有積極的作用，同時同化能夠改善模式對中尺度渦的模擬能力。多組7天預(yù)報試驗結(jié)果表明，該系統(tǒng)預(yù)報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)報的RMSE低O20C左右，該系統(tǒng)還能較準確地預(yù)報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兩個方面研究了中國近海海洋數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)中平均動力高度(MDT)對同化SLA的影響。理論推導(dǎo)表明，即使假設(shè)海洋模式為一個線性模式，MDT的誤差在整個同化過程中還是會影響SLA分析場。選取3個基于不同方法構(gòu)建的MDT并結(jié)合中國近海海洋數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)進行了3個為