海浪預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度的提高一直是海浪數(shù)值預(yù)報(bào)追求的目標(biāo)，現(xiàn)在海浪都是由海浪模式來(lái)預(yù)報(bào)，如果輸入模式的初始有效波高場(chǎng)更準(zhǔn)確，那么模式的預(yù)報(bào)自然就更準(zhǔn)確。于是為模式提供更準(zhǔn)確的初始場(chǎng)是提高預(yù)報(bào)精確度的方法之一。目前各種同化方法都日趨成熟，利用觀測(cè)值和同化技術(shù)來(lái)同化模式輸出的背景場(chǎng)，可以為模式預(yù)報(bào)提供更準(zhǔn)的初始場(chǎng)。本文利用最優(yōu)插值（Optimal Interpolation）的同化方法，向WWATCH Ⅲ3.14中加入同化模塊，由大氣模式WRF一小時(shí)一次的輸出風(fēng)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)模式，以北印度洋為計(jì)算區(qū)域（由全球區(qū)域?yàn)槠涮峁┻吔鐥l件），在模式積分的過(guò)程中連續(xù)同化了2010年12月15日、16日和17日這三天的由JASON-2高度計(jì)觀測(cè)的波高數(shù)據(jù)，需要注意的是在每次同化過(guò)后需要利用同化后得到的有效波高重構(gòu)相應(yīng)的二維海浪波譜。使得同化后的波浪能量譜能夠替換無(wú)同化的波能譜，從而達(dá)到同化的效果，為模式的預(yù)報(bào)提供更準(zhǔn)確的波浪初始場(chǎng)。在處理同化的背景誤差協(xié)方差矩陣B占用內(nèi)存過(guò)多的問(wèn)題時(shí)，本文采用的稀疏矩陣的存儲(chǔ)方法，以節(jié)省內(nèi)存。對(duì)稀疏矩陣的運(yùn)算采用Sparse Blas函數(shù)庫(kù)里的相關(guān)函數(shù)。為了充分利用模式的并行運(yùn)行的功能... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院海洋研究所)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 海浪研究的背景和意義
    1.2 海浪預(yù)報(bào)
        1.2.1 國(guó)外海浪數(shù)值預(yù)報(bào)發(fā)展?fàn)顩r
        1.2.2 我國(guó)的海浪數(shù)值預(yù)報(bào)發(fā)展?fàn)顩r
    1.3 海浪同化
        1.3.1 海浪同化背景
        1.3.2 海浪同化進(jìn)展
    1.4 本文工作
        1.4.1 工作介紹
        1.4.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 WWATCH Ⅲ海浪模式
    2.1 控制方程
    2.2 模式控制方程中的源項(xiàng)
    2.3 數(shù)值實(shí)現(xiàn)
    2.4 網(wǎng)格嵌套技術(shù)
        2.4.1 傳統(tǒng)的單向嵌套
        2.4.2 雙向嵌套網(wǎng)格
第三章 海浪同化方法
    3.1 海浪同化方法
    3.2 最優(yōu)插值同化基本方程的推導(dǎo)過(guò)程
    3.3 海浪有效波高最優(yōu)插值同化的設(shè)計(jì)
    3.4 WWATCH Ⅲ模式中的同化接口
    3.5 海浪譜的重構(gòu)
    3.6 JASON-2 衛(wèi)星
第四章 稀疏矩陣和并行計(jì)算
    4.1 背景場(chǎng)誤差協(xié)方差的稀疏矩陣表示
    4.2 模式的網(wǎng)格設(shè)置的方法
    4.3 模式的并行設(shè)計(jì)
    4.4 同化模塊的并行設(shè)置
第五章 模式參數(shù)的設(shè)置和同化結(jié)果與分析
    5.1 WWATCH Ⅲ全球-印度洋嵌套計(jì)算模型
    5.2 OI 同化的結(jié)果
    5.3 定量分析初始場(chǎng)同化效果
    5.4 同化預(yù)報(bào)的時(shí)效性檢驗(yàn)
    5.5 同化預(yù)報(bào)結(jié)果的檢驗(yàn)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄一 同化效果圖
附錄二 同化模塊的代碼
附錄三 控制模式運(yùn)行的 BASH 腳本



本文編號(hào)：2977685