潮汐潮流運動是海洋中的基本運動之一,它是動力海洋學研究的重要組成部分,對它的研究直接影響著波浪、風暴潮、環(huán)流、水團等其他海洋現(xiàn)象的研究,在大陸架淺海海洋中,對潮汐潮流的研究更具重要性.伴隨同化方法是建立在嚴格的數(shù)學基礎(chǔ)之上的一種有效的四維變分同化技術(shù),它將變分原理與最優(yōu)控制理論相結(jié)合,以海洋動力模型作為約束條件,通過同化可觀測到的海洋要素優(yōu)化控制變量,達到反演無法觀測到的海洋要素的目的.潮汐潮流數(shù)值模擬中最大的難點莫過于開邊界條件和底摩擦系數(shù)的確定,在數(shù)學物理反問題的框架下,伴隨同化方法可以把開邊界條件和底摩擦系數(shù)的確定變成依賴于區(qū)域內(nèi)部觀測資料的數(shù)值迭代過程,實現(xiàn)了調(diào)試控制參數(shù)的自動化和最優(yōu)化.本文對伴隨同化方法在潮汐潮流數(shù)值模擬中的應(yīng)用進行了深入研究. 本文建立了一個球坐標系下的二維非線性潮波伴隨同化模型,并基于渤、黃、東海M2分潮的數(shù)值模擬,對空間分布底摩擦系數(shù)處理方法進行了伴隨法反演研究.孿生實驗結(jié)果表明,空間分布底摩擦系數(shù)與伴隨同化方法相結(jié)合,可以成功反演出給定的空間結(jié)構(gòu)非常復雜的底摩擦系數(shù)分布,這是傳統(tǒng)的處理方法所不能做到的.底摩擦效應(yīng)由海底地形決定,本文嘗試了根據(jù)海底...

【文章頁數(shù)】：159 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1-1伴隨同化的運算流程圖

12圖1-1伴隨同化的運算流程圖近十年來有關(guān)伴隨同化方法的工作主要包括：(1)研究綜述(GhilandMalanotte-Rizzoli,1991;Andersonetal.,notte-RizzoliandTziperman,1996;王東曉和....

圖3-1渤、黃、東海地形圖

空間分布底摩擦系數(shù)的實現(xiàn)本節(jié)將伴隨方法應(yīng)用于渤、黃、東海M2分潮的數(shù)值模擬，利用T/P資所述第三種方法做了一系列孿生實驗和實際實驗．孿生實驗驗證了此法和有效性，實際實驗則探討了利用此法的有關(guān)技術(shù)問題．數(shù)值實驗以渤為計算區(qū)域(圖3-1)，空間分辨率為(1/6)，實驗所用....

圖3-2開邊界位置(實點)、驗潮站位置(圓圈)及T/P高度計資料星下軌跡(實線)

所有數(shù)值實驗的水位開邊界條件均相同，是利用高度計資料通過伴隨法的(呂咸青等,2003a)[137]，并且在優(yōu)化底摩擦系數(shù)的過程中保持不變．實運算過程如下：T/P資料作為水位觀測值，將獨立底摩擦系數(shù)賦以02)，線性插值后得到全場的底摩擦系數(shù)分布，利用此分布進行數(shù)值模擬模擬值，模....

圖3-3給定的錐面分布底摩擦系數(shù)(a)，反演結(jié)果(b)

3.2.1孿生實驗：方法驗證在孿生實驗中，把T/P高度計資料星下觀測點的位置作為觀測點．首先給定底摩擦系數(shù)的空間分布，將數(shù)值模擬產(chǎn)生的水位值作為‘觀測值’，然后利用本文所述方法反演給定的分布．本節(jié)我們每隔1取一點給定獨立底摩擦系數(shù)，給定了兩種底摩擦系數(shù)的空間分布：旋轉(zhuǎn)錐面....

本文編號：4037344