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南海及周边海域风浪流耦合同化精细化数值预报与信息服务系统:2014年年度技术总结报告

A fine-scale assimilated wind-wave-current coupled forecasting and information service system for the South China Sea and its adjacent Seas: Annual report of 2014

摘要:在2014年度,按照课题任务书年度计划,在数值预报模式研制方面,开展并完成了大气、海浪、海流数值预报模式研制,并开展了耦合器的调研工作,初步确立了耦合方案;在数据库与信息服务系统建设方面,完成了数据库设计及建设、完成了数据库传输及预处理模块设计,进一步完善了数据可视化功能。 基于中尺度天气预报模式WRF3.3.1,从美国宾夕法尼亚州立大学(Pennsylvania State University)引进了一套先进的同化方法,建立了针对南海及其周边海域的大气数值预报模式。利用该预报模式,开展了大气物理过程参数化、模式下垫面边界层优化方案和数据同化方法的敏感性试验。结果表明,在台风数值预报中,预报精度对积云对流参数化方案十分敏感。 基于MASNUM-WAM 海浪数值模式,采用双重嵌套的方式建立了南海及周边海域海浪数值预报模式,对海浪及波致混合系数进行模拟预报。此外,从理论上推导了并建立了海洋波动对背景流的动量混合作用参数化模型以及海洋波动对背景温盐参量的搅拌混合作用参数化模型,并将该模型应用到POM海洋数值模式中,初步开展了海洋波动输运通量剩余量的混合模型及初步试验分析。试验结果表明,考虑波生搅拌混合系数后,对上混合层模拟有一定的改善。 基于ROMS海洋环流模式,构建了双重嵌套海流数值预报模式;基于MITgcm,建立了高分辨率海流数值模式。开发了集合调整Kalman滤波同化模块,并开展了我国近海及西北太平洋海域的同化模拟。结果表明,引入调整Kalman滤波同化模块后,模式对海温和海面高度距平的模拟能力均有显著改善。基于MITgcm模式,引入内波致垂向混合方案对南海温盐及环流结果进行模拟,结果表明,引入内波致混合方案对改善南海海区温盐结构有明显作用。 开展了区域海气耦合模式及耦合器研究现状的调研工作,确定与清华大学地球系统科学研究中心合作,采用该中心自主研发的耦合器C-Coupler建立南海及周边海域风-浪-流耦合模式,并形成了耦合方案。 搭建了基于World Wind开发包的OceanView客户端软件框架,实现了部分主要功能。用户通过使用OceanView软件,可以处理实时和历史数据文件,将海面温度、海水盐度、海流、海浪、海面风场等海洋环境要素展现在三维空间,并对模式数据进行剖面可视化。实现了高感知二维均匀流场绘制功能和海洋流场数据的三维流线绘制及其时空透明表达。

基本信息

作者 魏泽勋 杨永增 王永刚 杨学联 李洪平
Author
时间 2014-11-18
项目/课题 科技报告
页数 154
关键字 南海,大气数值模式,海浪数值模式,海流数值模式,数据库和可视化
类型 进展报告
馆藏号 306--2014-016302
发起单位

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