中國科學(xué)院海洋環(huán)流與波動重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室尹寶樹課題組基于ROMS模式四維變分同化方法，建成東中國海海洋動力環(huán)境四維變分同化預(yù)報(bào)系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)化運(yùn)行。
在海洋所海洋大數(shù)據(jù)中心支持下，研究實(shí)現(xiàn)了預(yù)報(bào)結(jié)果交互式展示和預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)的下載（https://4dvars.apps.iocasdata.com/）。該系統(tǒng)采用新的含潮同化方法，實(shí)時同化近?，F(xiàn)場觀測及遙感觀測資料，改善了海洋中尺度過程的短臨預(yù)報(bào)能力。同化的數(shù)據(jù)包括中科院近海觀測研究網(wǎng)絡(luò)（OMORN）黃海-東海海洋觀測站的浮標(biāo)觀測數(shù)據(jù)、衛(wèi)星觀測的海表面溫度、海表面高度、Argo浮標(biāo)等多種海洋觀測數(shù)據(jù)。
該系統(tǒng)的建立是基于研究團(tuán)隊(duì)發(fā)表在Ocean Modelling上的成果。該研究中，科研團(tuán)隊(duì)采用新的含潮同化方法，評估同化不同觀測資料對模擬技巧的影響，闡述了同化對動力過程的影響及機(jī)制。除業(yè)務(wù)化預(yù)報(bào)系統(tǒng)同化的數(shù)據(jù)外，研究還同化了OSCAR海流分析場和漂流浮標(biāo)的歷史數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了系統(tǒng)同化海流觀測數(shù)據(jù)的能力。
以往研究中，海洋模式在同化中往往不包含潮汐或在同化中濾掉潮汐，而這樣的方法在潮汐強(qiáng)迫較強(qiáng)的近岸區(qū)域有其局限性。本研究的創(chuàng)新點(diǎn)之一即是實(shí)現(xiàn)了東海陸架上含潮同化。由于潮汐和中尺度過程在時間尺度和振幅上的差異，二者不能同時同化。研究濾掉觀測中的潮汐，將其用模式模擬的潮汐替代，從而只訂正中尺度信號，保持潮汐信號不變。研究顯示，在暖季東海陸架上，在同化中包含潮汐可以減小海表面溫度和溫躍層以下的溫度預(yù)報(bào)偏差。
進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)：潮汐強(qiáng)迫的缺失，導(dǎo)致海洋混合層層結(jié)加強(qiáng)、海底混合減弱，使得熱量積聚于海洋上層，造成溫度預(yù)報(bào)的偏差。基于伴隨模式，研究定量評估同化對黑潮流量及黑潮入侵的影響，發(fā)現(xiàn)觀測影響在黑潮流量的計(jì)算斷面附近最大，沿著黑潮路徑有大值分布區(qū)。借助于伴隨模式，研究闡釋了觀測影響的物理機(jī)制，探明了觀測影響受模式預(yù)報(bào)技巧、波動傳播路徑、背景誤差協(xié)方差和觀測誤差協(xié)方差的設(shè)置等多種因素影響。該成果深化了科學(xué)家對同化如何影響模式動力過程的理解。
研究工作得到國家自然科學(xué)基金、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)等的支持。
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