渤黃東海二維潮汐模式的底摩擦系數反演研究.pdf

1、在潮汐潮流數值模擬中，底摩擦系數的選取也是一個相當重要但始終沒有得到根本解決的問題.在傳統(tǒng)的數值模擬工作中，底摩擦系數被當作一個常數或者在不同的海域取不同的常數.底摩擦系數的處理主要靠經驗的積累和反復的調試；工作量大并且難以取得好的結果.而伴隨法能夠從根本上解決這個問題，使得底摩擦系數的確定變成依賴于區(qū)域內部觀測值的數值迭代過程，實現(xiàn)確定底摩擦系數的自動化. 本文將伴隨方法應用于渤黃東海的潮波數值模擬，在開邊界條件不變的前提下，

2、利用Topex/Poseidon高度計資料的潮汐調和常數反演渤、黃、東海的底摩擦系數.本文首先利用四種策略作了一系列孿生試驗，四種策略依次包括：1.底摩擦系數是常數，2.底摩擦系數由4個獨立的底摩擦系數經過線性插值得到，3.1°×1°的范圍內取一點作為獨立的底摩擦系數，其它網格點的底摩擦系數都由這些獨立的底摩擦系數經過線性插值得到，4.底摩擦系數在每個計算網格點的值都各不相同.在這些孿生試驗中，依次選取了四類給定的底摩擦系數的分布，包括

3、：(1)常數;(2)四點線性插值得到的曲面;(3)旋轉錐面;(4)旋轉拋物面. 理想實驗說明當反演策略與給定分布接近時，理想實驗都能將給定的底摩擦系數的分布曲面較好地反演出來；當反演策略與給定分布相同時，理想實驗都能將給定的底摩擦系數的分布曲面更好地反演出來.理想實驗的結果表明，利用伴隨法反演底摩擦系數是合理且有效的. 在孿生試驗的基礎上，利用四種策略作了一系列實際試驗，并對試驗結果進行了分析和比較.實驗結果表明隨著獨立

4、的底摩擦系數的增加，模擬結果逐步得到改進，精度隨之得以提高.反演策略4有效地提高了數值模擬的精度；相應的實驗結果能夠更準確地體現(xiàn)渤、黃、東海M2潮波的基本特征. 實際試驗的結果表明在遠離陸地和島嶼的水域中，較深的水對應較大的底摩擦系數，較淺的水則對應較小的底摩擦系數，這點與傳統(tǒng)的結論是一致的；但在陸地或者島嶼附近的水域中，底摩擦系數的空間變化復雜，即使很淺的水卻對應較大的底摩擦系數，這點與傳統(tǒng)的結論不一致，但卻進一步揭示了底摩擦