本文關(guān)鍵詞：黑潮大彎曲路徑預(yù)報研究中的目標觀測問題

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【摘要】：本文主要采用1.5-層淺水海洋模式結(jié)合條件非線性最優(yōu)擾動(CNOP)方法和第一線性奇異向量(FSV)方法確定了黑潮大彎曲路徑預(yù)報中的目標觀測敏感區(qū)。通過一系列敏感性試驗和理想回報試驗考察了敏感區(qū)的敏感性和有效性,并且利用觀測系統(tǒng)模擬試驗(OSSE)對目標觀測的效果進行了評估。此外,本文進一步驗證了淺水模式中得到的敏感區(qū)在多層復(fù)雜的Princeton Ocean Model(POM)模式中的有效性。本文的主要內(nèi)容和結(jié)論如下:首先,利用1.5-層淺水海洋模式對黑潮路徑變異進行了數(shù)值模擬,基于CNOP和FSV方法識別了目標觀測的敏感區(qū)。通過敏感性試驗考察了初始誤差的空間結(jié)構(gòu)及其所在位置對誤差發(fā)展的影響,結(jié)果表明:(1)具有CNOP和FSV型初始誤差在預(yù)報終止時刻的動能發(fā)展要大于隨機誤差的動能發(fā)展,其中CNOP型初始誤差的動能發(fā)展是最大的;(2)將具有CNOP和FSV型初始誤差疊加在CNOP敏感區(qū)位置上,在預(yù)報終止時刻的動能發(fā)展比疊加在FSV敏感區(qū)和隨機選取區(qū)域內(nèi)的動能發(fā)展要大;(3)隨機初始誤差在CNOP和FSV敏感區(qū)內(nèi)的動能發(fā)展要比隨機區(qū)域內(nèi)誤差的動能發(fā)展大,并且在CNOP敏感區(qū)內(nèi)的影響最大。這說明CNOP敏感區(qū)比FSV敏感區(qū)以及隨機區(qū)域更加敏感和有效。另外,通過理想回報試驗的結(jié)果表明:在CNOP敏感區(qū)內(nèi)減小(或消除)CNOP型初始誤差要比在FSV敏感區(qū)內(nèi)減小(或消除)FSV型初始誤差對預(yù)報的改善程度大。這表明通過目標觀測策略排除CNOP敏感區(qū)內(nèi)可能存在的具有CNOP型結(jié)構(gòu)的初始誤差,原則上可以避免出現(xiàn)較差的預(yù)報結(jié)果。其次,通過OSSE試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),在CNOP和FSV方法確定的敏感區(qū)內(nèi)進行目標觀測,對黑潮大彎曲路徑的預(yù)報改善程度要比在隨機選擇區(qū)域內(nèi)增加觀測對預(yù)報的改善程度大,并且在CNOP敏感區(qū)內(nèi)增加額外觀測對預(yù)報的改善程度最大。最后,利用POM模式模擬了日本南部黑潮的路徑變異過程。此外,驗證了具有類似淺水模式中得到的初始誤差類型在POM模式中也能產(chǎn)生較大的預(yù)報誤差,淺水模式中識別的目標觀測敏感區(qū)在POM模式中依然有效,并且CNOP敏感區(qū)較FSV敏感區(qū)更加敏感有效,這與淺水模式中得出的結(jié)論基本一致。說明在日本南部黑潮大彎曲路徑預(yù)報的目標觀測敏感區(qū)識別問題上,CNOP方法是更為有效可行的方法。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院(海洋研究所)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P731.3

【參考文獻】

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1 穆穆;姜智娜;;集合預(yù)報初始擾動產(chǎn)生的一個新方法:條件非線性最優(yōu)擾動[J];科學(xué)通報;2007年12期

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本文編號：1301397