一个三维变分海洋资料同化系统的评估和应用

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liuchun9876
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
卫星遥感技术的发展和应用,为海洋研究提供了丰富的海表面资料,包括卫星高度计资料、卫星海表面温度资料、卫星海表面风场资料等等。相对于传统的浮标或潜标观测资料,卫星遥感资料具有高时空分辨率并能及时获取的优点,一定程度上改善了海洋研究中观测资料严重不足的现状。由于国家气候中心第一代海洋资料同化系统BCC_GODAS1.0无法同化卫星遥感资料,为了应对新形势下的业务需求和全球气候变化研究,更好地满足现代海洋同化发展需求,肖贤俊等利用三维变分同化方法,基于MOM4海洋模式,着手开发了国家气候中心第二代全球海洋同化系统(BCC_GODAS2.0),其同化的观测资料主要包括有GTSPP温盐廓线、ARGO温盐廓线资料、AVHRR海表温度、FY-3A海表温度以及TOPEX/Poseidon高度计资料。相对于第一代同化系统BCC_GODAS1.0,新同化系统增加了卫星遥感资料的同化能力,全面改进技术方案,引进和发展了垂向投影技术、递归滤波、海表温度和高度计的协调同化、非线性温盐约束等先进同化技术,建立了一个准实时的海洋资料同化系统。   基于该同化系统BCC_GODAS2.0的20年(1990-2009)再分析资料,我们首先利用OISST和SODA数据集从整体上进行检验,分析同化产品误差特征表明,同化系统能够有效改进海洋温度和盐度的估计,尤其在赤道东太平洋地区最为显著。垂向温盐总体均方根误差RMSE相对同化前分别减小28%和45%,相对第一代同化系统BCC_GODAS1.0,温盐各层RMSE均有不同程度的减小。然后利用HadISST数据对比分析了热带太平洋海温异常变化特征。同化结果很好地模拟出了观测HadISST赤道太平洋季节变化特征,而赤道东太平洋地区逐月海表温度异常标准差季节变化的幅度变化较美国GODAS更接近HadISST;此外,同化在热带太平洋SSTA年际变率的EOF第一主模态所表现的ElNino空间结构,改善了冷舌地区的正异常年际变率强度,第二模态所表现的ElNinoModoki空间结构,改善了赤道东太平洋负异常局限于狭窄赤道地区的问题,并且赤道中太平洋海温正异常向南北高纬地区延伸的幅度和强度都得到加强,与观测HadISST比较吻合。   利用Nino3指数和修正ElNinoModoki指数(IEMI)作为判断传统ElNino和ElNinoModoki的标准,同化结果BCCGODAS2.0的Nino3指数和IEMI表现出和观测比较一致的的年际振荡。利用此标准判断出两个ElNino事件(1991-1992和1994-1995)和四个ElNinoModoki事件(1990-1991、1994-1995、2002-2003和2004-2005)。通过合成分析验证同化结果再现ElNino和ElNinoModoki时空演变特征。相对控制试验(没有同化观测资料)而言,同化结果具有一定的优越性,可以准确地再现出ElNino发生的位置和强度,且和观测HadISST对应每月的空间相关也相应提高。但在东太平洋地区,尤其是南美沿岸,海表温度暖异常幅度相对观测偏弱。对于BCC_GODAS2.0合成ElNinoModoki而言,其暖异常的发生、发展、成熟以及消亡都发生在热带中太平洋地区,很好再现了ElNinoModoki暖异常的马鞍形空间特征。   ElNino和ElNinoModoki有着截然不同的海表温度异常空间分布结构,它们相应的潜在的物理动力机制也应是不同的。1997-1998ElNino事件,西风异常向赤道中太平洋的传播,驱动暖池东边缘向东移动,以及风应力异常激发的赤道Kelvin波导致温跃层下沉,抑制上升流产生,海表温度增暖。两者共同作用导致中、东太平洋地区出现暖异常。相比之下,1994-1995ElNinoModoki事件的西风异常主要局限于日界线以西的赤道太平洋海区,并无明显传播特征。接合赤道东太平洋地区的东风异常,造成赤道中太平洋海水的辐合,温跃层下沉,海表温度增暖。
其他文献
天然气水合物在未来能源替代、环境气候变化及海洋地质灾害预防等方面均具有重要意义,是当前研究的难点和热点。天然气水合物广泛分布于海底沉积物和陆地永久冻土带中,其中海
本文通过1979-2010年ICOADS船测资料,探究了厄尔尼诺(ElNi(n)o)和印度洋偶极子(IndianOceanDipolemode,IOD)对于北印度洋海表温度的年际变化的影响。前人研究发现,ElNi(n)o会导致
海表温度对全球天气和气候变化起了极为重要的作用,也是研究海-气间水汽和能量交换的重要参数。同时,海表面温度是划分水团的主要依据之一,是海洋锋、上升流和大洋涡旋等物理海
晚泥盆世弗拉-法门期之交发生的生物灭绝事件使得大量造礁后生生物灭绝,法门期成为微生物岩发育和微生物造礁的繁盛期,在世界范围内都发育了很多微生物礁、丘。桂林晚泥盆世微
The Baijigou Mine fire in Ningxia Province,which broke out on October 24,2003,affected more than 108 m3 of the mine and was probably the largest underground fir
鱼类物种的鉴定和描述是鱼类分类学的基础。本文以在我国沿海采集的鱼类标本和国内主要标本馆的馆藏标本为基础,对鳎亚目两种鱼类和鲈形目鹦嘴鱼科鱼类进行了分类研究。  
学位
实践全心全意为人民服务的宗旨,最根本的一条就是把党和人民的利益放在首位,忠诚地、积极地为党和人民利益而奋斗.能不能做到这一点,是衡量一个党员觉悟高低、党性强弱的重要
粤西地区处于南海北部陆缘滨海断隆带与珠江口外坳陷带的交接地段的中段,外海分布有滨海断裂带,是东南沿海地震带地震最为活跃的地区之一。该区在1969年发生过一次6.4级大地震,
即使是最严肃的传统媒体读者,需要准确的、权威的信息,也需要亲切的、拉近距离的信息。实现二者的有机融合,一方面需要从内容上将报道人文化、生活化,另一方面也需要从形式上