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渤海潮波伴随同化研究

作　者: 高秀敏
导　师: 魏泽勋
学　校: 国家海洋局第一海洋研究所
专　业: 物理海洋
关键词: 伴随方法渤海潮波多分潮水平涡动粘性系数
分类号: P731.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 38次
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内容摘要

本文在二维潮波方程的基础上,采用变分方法,给出其伴随方程。并基于Arakawa C网格给出了潮波方程及其伴随方程的差分格式,建立了二维潮波模式及其伴随模式。在此基础上,采用渤海沿岸19个验潮站的调和常数资料,实现了渤海M2、S2、K1、O1四个主要分潮的伴随同化数值模拟。所得四个主要分潮调和常数的精度为:振幅绝均差分别为2.04cm、0.76cm、1.38cm、0.55cm,迟角绝均差分别为1.81°、1.29°、2.48°、1.73°,均方根偏差分别为4.42cm、1.41cm、2.81cm、1.23cm,拟合程度分别为99.70%、99.65%、98.91%、99.58%,比前人结果有所改善。利用伴随同化方法,本文对潮波模式中的水平涡动粘性系数的优化进行了探讨。设计了三组数值实验用以研究水平涡动粘性系数的优化效果:实验1只优化底摩擦系数,实验2只优化水平涡动粘性系数,实验3同时优化底摩擦系数和水平涡动粘性系数。这三组实验得到的M2分潮调和常数的模拟值和观测值之间的偏差值分别为:实验1,振幅绝均差4.83cm,迟角绝均差6.36°;实验2,振幅绝均差7.14cm,迟角绝均差7.80°;实验3,振幅绝均差2.04cm,迟角绝均差1.81°。实验结果表明,同时优化底摩擦系数和水平涡动粘性系数对提高模式结果的精度有重要作用。对于S2、K1、O1分潮,也得到了同样的结论。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章前言  8-24
  1.1 潮汐理论的发展  8-9
  1.2 卫星高度计资料在提取海洋潮汐信息方面的应用  9-10
  1.3 中国近海潮波数值模拟研究现状  10-14
  1.4 伴随同化方法在中国近海海洋数值模拟中的应用  14-22
  1.5 本文的工作  22-24
第二章模式介绍  24-30
  2.1 潮波模型  24-26
  2.2 伴随方程的导出  26-30
第三章渤海潮波伴随同化  30-63
  3.1 计算海区及参数设置  30-32
  3.2 数值实验  32-41
  3.3 结果分析  41-63
第四章总结与讨论  63-65
参考文献  65-70
致谢  70

渤海潮波伴随同化研究

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