基于19年衛(wèi)星高度計(jì)數(shù)據(jù)的全球潮汐同化模擬
發(fā)布時(shí)間:2021-06-18 14:56
借助衛(wèi)星高度計(jì)觀測(cè)時(shí)間超過19年的契機(jī),本文分別建立了基于衛(wèi)星數(shù)據(jù)分析的全球潮汐經(jīng)驗(yàn)?zāi)J揭约坝邢摅w積法的全球水動(dòng)力模式,并通過這兩個(gè)獨(dú)立的全球潮汐模型的結(jié)合與同化以建立和改進(jìn)全球潮汐模型,并以此提高中國近海潮汐的模擬精度。這兩個(gè)潮汐模型分別為,以調(diào)和分析TOPEX/POSEIDON系列衛(wèi)星高度計(jì)數(shù)據(jù)所得到的經(jīng)驗(yàn)?zāi)P,基于無結(jié)構(gòu)網(wǎng)格與有限體積法的水動(dòng)力模型。本文選擇了兩種比較簡單的同化方案,逐步訂正與Nudging方法,來對(duì)這兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。對(duì)于衛(wèi)星經(jīng)驗(yàn)?zāi)P,在交叉點(diǎn)上升降軌調(diào)和常數(shù)偏差的比較指出,隨著衛(wèi)星數(shù)據(jù)的加長,調(diào)和分析的精度會(huì)得到提升,當(dāng)使用19年的數(shù)據(jù)時(shí)全日分潮K1和O1的相對(duì)偏差比僅僅使用T/P衛(wèi)星的數(shù)據(jù)時(shí)減少了約7%。不同數(shù)據(jù)組的結(jié)果與363個(gè)潮汐測(cè)站的比較表明,數(shù)據(jù)長度的增加有利于分潮振幅誤差的降低,而將兩顆衛(wèi)星Jason-1和Jason-2的數(shù)據(jù)加入分析則使K1和O1的遲角誤差增大了3°左右。本文用理想化實(shí)驗(yàn)分析了造成這種誤差變化的原因。而通過引入M2分潮天體引潮力項(xiàng)以及自負(fù)載作用(loading and self-attraction),水動(dòng)力...
【文章來源】:中國海洋大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:66 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
泛化地形跟隨垂向分層系統(tǒng)示意圖(于華明,2011)
a b圖 2-2 有限體積法中的兩種控制元(Chen at el, 2006 )對(duì)于診斷方程中的時(shí)間變化項(xiàng),該模型采用四階 Runge-Kutta 時(shí)間步長方案積分。這是一種通過多階時(shí)間步長來趨近二階時(shí)間精度的方案。在湍閉合模型面,采用 Smagorinsky 旋轉(zhuǎn)參數(shù)湍封閉模型來計(jì)算水平湍混合系數(shù);采用應(yīng)用廣泛的 q - ql 型模型(其中 q 為湍流動(dòng)能,l 為湍流宏觀尺度),Mellor-Yamada.5 層湍封閉方案來計(jì)算垂向湍混合系數(shù)。模型在具體計(jì)算的過程中運(yùn)用內(nèi)外模計(jì)算方法,通過解一個(gè) 2 維的垂直積分方程來求得水位和流量,再通過這個(gè)水來求解三維的內(nèi)模方程,這種方法之所以可行是因?yàn),海表面的起伏是由快速重力波決定的,而這種變化又可以僅從流量來計(jì)算,所以可以用一個(gè)時(shí)間步長小的二維模式來近似計(jì)算水位。這種近似方法已成功應(yīng)用于普林斯頓大洋模型POM)和羅格斯大洋模型系統(tǒng)(ROMs)。另外,模型還具有 3 維的干/濕網(wǎng)格處理模塊,可以刻畫近海的漫灘運(yùn)動(dòng)等效
全球網(wǎng)格分布圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]全球非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格有限體積法海洋模式東中國海潮汐計(jì)算初步分析[J]. 胡松,陳長勝,高郭平,來志剛,葛建忠,林輝嬋,戚建華. 上海海洋大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(04)
[2]渤海、黃海、東海冬季環(huán)流的數(shù)值模擬[J]. 吳寶勤,王丹,陳標(biāo),馬福誠. 海洋測(cè)繪. 2007(05)
[3]東海黑潮主段G-PN斷面的多核結(jié)構(gòu)[J]. 陳紅霞,袁業(yè)立,華鋒. 科學(xué)通報(bào). 2006(06)
[4]渤、黃、東海潮汐的一種驗(yàn)潮站資料同化數(shù)值模式[J]. 王永剛,方國洪,曹德明,魏澤勛,喬方利. 海洋科學(xué)進(jìn)展. 2004(03)
[5]臺(tái)灣海峽三維風(fēng)海流的數(shù)值模擬[J]. 任華堂,劉欽政,吳輝碇. 海洋預(yù)報(bào). 2002(04)
[6]現(xiàn)代海洋/大氣資料同化方法的統(tǒng)一性及其應(yīng)用進(jìn)展[J]. 喬方利. 海洋科學(xué)進(jìn)展. 2002(04)
[7]利用TOPEX/Poseidon衛(wèi)星高度計(jì)資料提取黃海、東海潮汐信息的研究[J]. 董曉軍,馬繼瑞,黃珹,范振華,韓桂軍,許崇金. 海洋與湖沼. 2002(04)
[8]南海TOPEX/POSEIDON高度計(jì)資料的正交響應(yīng)法潮汐分析[J]. 李培良,左軍成,李磊,黃娟. 海洋與湖沼. 2002(03)
[9]渤海開邊界潮汐的伴隨法反演[J]. 呂咸青,方國洪. 海洋與湖沼. 2002(02)
[10]利用伴隨法優(yōu)化非線性潮汐模型的開邊界條件Ⅱ.黃海、東海潮汐資料的同化試驗(yàn)[J]. 韓桂軍,方國洪,馬繼瑞,劉克修,李冬. 海洋學(xué)報(bào)(中文版). 2001(02)
博士論文
[1]東中國海物理環(huán)境長期變化的數(shù)值模擬研究[D]. 王悅.中國海洋大學(xué) 2009
[2]黑潮對(duì)東中國海主要流系的影響[D]. 馬超.中國海洋大學(xué) 2009
[3]強(qiáng)潮驅(qū)陸架海中的湍流與混合[D]. 劉志宇.中國海洋大學(xué) 2009
[4]渤黃東海潮波同化數(shù)值模擬和潮能耗散的研究[D]. 李培良.中國海洋大學(xué) 2002
本文編號(hào):3236866
【文章來源】:中國海洋大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:66 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
泛化地形跟隨垂向分層系統(tǒng)示意圖(于華明,2011)
a b圖 2-2 有限體積法中的兩種控制元(Chen at el, 2006 )對(duì)于診斷方程中的時(shí)間變化項(xiàng),該模型采用四階 Runge-Kutta 時(shí)間步長方案積分。這是一種通過多階時(shí)間步長來趨近二階時(shí)間精度的方案。在湍閉合模型面,采用 Smagorinsky 旋轉(zhuǎn)參數(shù)湍封閉模型來計(jì)算水平湍混合系數(shù);采用應(yīng)用廣泛的 q - ql 型模型(其中 q 為湍流動(dòng)能,l 為湍流宏觀尺度),Mellor-Yamada.5 層湍封閉方案來計(jì)算垂向湍混合系數(shù)。模型在具體計(jì)算的過程中運(yùn)用內(nèi)外模計(jì)算方法,通過解一個(gè) 2 維的垂直積分方程來求得水位和流量,再通過這個(gè)水來求解三維的內(nèi)模方程,這種方法之所以可行是因?yàn),海表面的起伏是由快速重力波決定的,而這種變化又可以僅從流量來計(jì)算,所以可以用一個(gè)時(shí)間步長小的二維模式來近似計(jì)算水位。這種近似方法已成功應(yīng)用于普林斯頓大洋模型POM)和羅格斯大洋模型系統(tǒng)(ROMs)。另外,模型還具有 3 維的干/濕網(wǎng)格處理模塊,可以刻畫近海的漫灘運(yùn)動(dòng)等效
全球網(wǎng)格分布圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]全球非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格有限體積法海洋模式東中國海潮汐計(jì)算初步分析[J]. 胡松,陳長勝,高郭平,來志剛,葛建忠,林輝嬋,戚建華. 上海海洋大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(04)
[2]渤海、黃海、東海冬季環(huán)流的數(shù)值模擬[J]. 吳寶勤,王丹,陳標(biāo),馬福誠. 海洋測(cè)繪. 2007(05)
[3]東海黑潮主段G-PN斷面的多核結(jié)構(gòu)[J]. 陳紅霞,袁業(yè)立,華鋒. 科學(xué)通報(bào). 2006(06)
[4]渤、黃、東海潮汐的一種驗(yàn)潮站資料同化數(shù)值模式[J]. 王永剛,方國洪,曹德明,魏澤勛,喬方利. 海洋科學(xué)進(jìn)展. 2004(03)
[5]臺(tái)灣海峽三維風(fēng)海流的數(shù)值模擬[J]. 任華堂,劉欽政,吳輝碇. 海洋預(yù)報(bào). 2002(04)
[6]現(xiàn)代海洋/大氣資料同化方法的統(tǒng)一性及其應(yīng)用進(jìn)展[J]. 喬方利. 海洋科學(xué)進(jìn)展. 2002(04)
[7]利用TOPEX/Poseidon衛(wèi)星高度計(jì)資料提取黃海、東海潮汐信息的研究[J]. 董曉軍,馬繼瑞,黃珹,范振華,韓桂軍,許崇金. 海洋與湖沼. 2002(04)
[8]南海TOPEX/POSEIDON高度計(jì)資料的正交響應(yīng)法潮汐分析[J]. 李培良,左軍成,李磊,黃娟. 海洋與湖沼. 2002(03)
[9]渤海開邊界潮汐的伴隨法反演[J]. 呂咸青,方國洪. 海洋與湖沼. 2002(02)
[10]利用伴隨法優(yōu)化非線性潮汐模型的開邊界條件Ⅱ.黃海、東海潮汐資料的同化試驗(yàn)[J]. 韓桂軍,方國洪,馬繼瑞,劉克修,李冬. 海洋學(xué)報(bào)(中文版). 2001(02)
博士論文
[1]東中國海物理環(huán)境長期變化的數(shù)值模擬研究[D]. 王悅.中國海洋大學(xué) 2009
[2]黑潮對(duì)東中國海主要流系的影響[D]. 馬超.中國海洋大學(xué) 2009
[3]強(qiáng)潮驅(qū)陸架海中的湍流與混合[D]. 劉志宇.中國海洋大學(xué) 2009
[4]渤黃東海潮波同化數(shù)值模擬和潮能耗散的研究[D]. 李培良.中國海洋大學(xué) 2002
本文編號(hào):3236866
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