23243.基于數據同化的南海北部中尺度渦可預報性研究

1、密級中閹研孥jiI記硒窺垡院博士學位論文指導教師：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位類別：理堂簋學科專業(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月摘要基于數據同化的南海北部中尺度渦可預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)同化方法構建的中國近海海洋數據同化系統(tǒng)，同化衛(wèi)星遙感海面高度異常(SLA)矛FI海面溫度(SST)信息，并結合實測數據(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報性。首先，利用中國近海海洋數據同化系統(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)數值試驗。試驗結果與前人的研究結果(含觀測結果)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)流結構及其季節(jié)變化，再現出該海域溫鹽結構的空間分布及其季節(jié)尺度上的演變特征。同化結果與多種觀測結果比較分析表明，同化SLA和SST對模擬結果具有積極的作用，同時同化能夠改善模式對中尺度渦的模擬能力。多組7天預報試驗結果表明，該系統(tǒng)預報7天后SST的均方根誤差(RMSE)保持在0

4、5～070C之間，比慣性預報的RMSE低O20C左右，該系統(tǒng)還能較準確地預報出南海北部的升溫和降溫過程；同樣的，該系統(tǒng)也能預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據同化系統(tǒng)中平均動力高度(MDT)對同化SLA的影響。理論推導表明，即使假設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個基于不同方法構建的MDT并結合中國近海海洋數據同化系統(tǒng)進行了3個為