基于19年衛(wèi)星高度計數(shù)據(jù)的全球潮汐同化模擬.pdf

1、借助衛(wèi)星高度計觀測時間超過19年的契機，本文分別建立了基于衛(wèi)星數(shù)據(jù)分析的全球潮汐經(jīng)驗模式以及有限體積法的全球水動力模式，并通過這兩個獨立的全球潮汐模型的結合與同化以建立和改進全球潮汐模型，并以此提高中國近海潮汐的模擬精度。這兩個潮汐模型分別為，以調(diào)和分析 TOPEX/POSEIDON系列衛(wèi)星高度計數(shù)據(jù)所得到的經(jīng)驗模型，基于無結構網(wǎng)格與有限體積法的水動力模型。本文選擇了兩種比較簡單的同化方案，逐步訂正與Nudging方法，來對這兩組數(shù)據(jù)進

2、行分析。對于衛(wèi)星經(jīng)驗模型，在交叉點上升降軌調(diào)和常數(shù)偏差的比較指出，隨著衛(wèi)星數(shù)據(jù)的加長,調(diào)和分析的精度會得到提升，當使用19年的數(shù)據(jù)時全日分潮K1和O1的相對偏差比僅僅使用T/P衛(wèi)星的數(shù)據(jù)時減少了約7％。不同數(shù)據(jù)組的結果與363個潮汐測站的比較表明，數(shù)據(jù)長度的增加有利于分潮振幅誤差的降低，而將兩顆衛(wèi)星Jason-1和Jason-2的數(shù)據(jù)加入分析則使K1和O1的遲角誤差增大了3°左右。本文用理想化實驗分析了造成這種誤差變化的原因。而通過引入

3、M2分潮天體引潮力項以及自負載作用（loading and self-attraction），水動力模型基本模擬出了大洋中M2分潮的潮汐形態(tài)，與273個大洋測站的結果比較表明，單獨使用水動力模型的精度與世界上主流全球潮汐模型以及衛(wèi)星經(jīng)驗模型的結果相差較大。但是在中國近海，除了渤黃東海沿岸部分地區(qū)振幅偏小外，結果較為可信，水動力模型與衛(wèi)星經(jīng)驗模型兩者相比的結果以及同潮圖的分析也印證了這個結論。本文在確定兩種模型的精度之后，通過一系列的試驗

4、，完成了逐步訂正以及Nudging方法的同化。兩種同化策略都使模型精度有了較大的提高，其中逐步訂正方法使得M2分潮的振幅模擬精度在大洋和中國近海分別提升了約3cm和4cm，在大洋中的遲角精度也有了6°的提升。Nudging法在中國近海的同化效果與逐步訂正類似，而在大洋中，誤差則要大于逐步訂正的結果。但是Nudging法的優(yōu)勢在于通過水位的調(diào)整，它可以把同化結果進一步的反應到潮流上。經(jīng)過同化，水動力模型在大洋中M2分潮振幅和遲角的均方根誤