海洋科學(xué)中的數(shù)值模式通常有一些重要的次網(wǎng)格物理過程需要進行參數(shù)化以在模式中表達出來。這些參數(shù)化過程的算法有其物理基礎(chǔ),但中間的某些關(guān)鍵參數(shù)有著很大的不確定性,并將影響模式的長期積分結(jié)果。海冰模式的融池方案中存在這樣的不確定參數(shù)。由于觀測條件的限制,這些關(guān)鍵參數(shù)往往需要大量的敏感性試驗來確定,但受到巨大計算量的限制。伴隨模式方法提供了參數(shù)估計的另一種思路,已被用于海冰模式參數(shù)的估計和優(yōu)化。但伴隨模式的研發(fā)往往需要模式代碼轉(zhuǎn)換的方法得到,是一件耗時、困難的工作。目前,尚未研發(fā)融池伴隨模式,用于融池參數(shù)估計。本文首先構(gòu)建了CICE6海冰模式中CESM融池參數(shù)化方案的伴隨模式,并使用伴隨模式對融池縱橫比參數(shù)進行了參數(shù)估計。本文還使用估計的參數(shù)進行了模擬,評估了使用估計的參數(shù)對融池及海冰模擬的影響。主要結(jié)論如下:（1）通過模式代碼轉(zhuǎn)換的方式,可以正確地構(gòu)建融池參數(shù)化方案的切線性模式和伴隨模式。（2）利用融池正向模式、融池伴隨模式和L-BFGS極小化算法,構(gòu)建了融池參數(shù)估計算法。使用CICE6.0默認(rèn)參數(shù)值下模式向前積分的結(jié)果作為“觀測”約束對算法進行了驗證,結(jié)果表明,參數(shù)估計算法是正確且有效的。... 

【文章來源】：南京信息工程大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 前言
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究進展
        1.2.1 海冰融池的觀測
        1.2.2 海冰融池的模擬
        1.2.3 伴隨模式的應(yīng)用
    1.3 論文結(jié)構(gòu)和技術(shù)路線
第二章 資料與伴隨模式方法
    2.1 融池覆蓋率觀測數(shù)據(jù)
    2.2 海冰密集度觀測數(shù)據(jù)
    2.3 海冰模式的大氣強迫數(shù)據(jù)
    2.4 伴隨理論與伴隨模式研發(fā)
        2.4.1 伴隨模式的數(shù)學(xué)理論
        2.4.2 伴隨模式的編程規(guī)范
        2.4.3 Lorenz系統(tǒng)的伴隨模式
        2.4.4 伴隨模式用于參數(shù)估計
    2.5 CICE6 海冰模式及ICEPACK模塊
    2.6 CESM融池參數(shù)化方案
    2.7 L-BFGS極小化算法
第三章 CICE6 海冰模式中CESM融池參數(shù)化方案的伴隨模式
    3.1 融池參數(shù)化方案的伴隨模式
        3.1.1 輸入輸出常數(shù)和變量的確定
        3.1.2 基本態(tài)的處理
        3.1.3 分支結(jié)構(gòu)語句的處理
        3.1.4 計算順序的處理
        3.1.5 切線模式和伴隨模式的檢驗
    3.2 海冰融池參數(shù)估計算法及驗證
        3.2.1 海冰融池參數(shù)估計算法
        3.2.2 參數(shù)估計算法驗證
第四章 不同海域海冰融池參數(shù)估計結(jié)果
    4.1 研究區(qū)域與時段
    4.2 模式設(shè)置
    4.3 多年冰上融池縱橫比參數(shù)的估計
    4.4 一年冰上融池縱橫比參數(shù)的估計
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 創(chuàng)新點
    5.3 展望
附錄
    附錄1 CESM融池參數(shù)化方案的伴隨模式源程序
    附錄2 海冰融池參數(shù)估計算法程序結(jié)構(gòu)圖
參考文獻
致謝
作者簡介



本文編號：3163469