热带太平洋赤道附近数值模拟与海温同化研究

论文摘要

本文研究了利用MITgcm模式和最优插值法相结合,同化热带太平洋赤道附近的海温数据的方法。主要工作有以下几个方面: 首先,介绍了MITgcm模式的基本方程、离散方法和代码结构。同时简单介绍了同化方法的意义、必要性和同化的发展,详细介绍了最优插值方法的基本原理和优点。 其次,采取了利用奇异值分解法解决方程中的病态现象,利用逐点逐次插值法,提高同化效果,改进相关性模型等方法来完善最优插值法。并利用将热带太平洋赤道附近的固定观测站点的观测资料和MITcm模式计算值,进行同化试验,验证了方法的有效性。 再次,在本论文的基础上,对建立的同化平台可以改进的地方做了说明。

论文目录

• 目录
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 论文的研究意义
• 1.2 本文的工作
• 1.2.1 主要内容
• 1.2.2 本文的主要特色和创新点
• 第二章 Mitscm模式介绍
• 2.1 MITgcm模式的核心动力学基本方程
• 2.1.1 水平动力方程
• 2.1.2 垂向动力方程
• 2.1.3 连续方程
• 2.1.4 状态方程
• 2.1.5 位温方程
• 2.1.6 盐度方程
• 2.2 海洋模式边界条件
• 2.3 静态动力项、准静态动力学项、非静力动力项
• 2.3.1 静态动力项和准静态动力项组成部分
• 2.3.2 非静力学形式
• 2.4 压力求解
• 2.4.1 静态压力求解
• 2.4.2 海表压力求解
• 2.4.3 非静态压力求解
• 2.5 耗散项求解
• 2.5.1 动量方程中的耗散项求解
• 2.5.2 轨迹方程中的耗散项求解
• 2.6 海洋模式的动力学基本方程
• 2.6.1 Boussines 假定和不可压缩假定下的海洋动力学基本方程
• 2.6.2 “半压缩”Boussinesq假定下的海洋动力学基本方程
• 2.7 坐标变换
• 2.8 差分方法及算法
• 2.8.1 时间步上的差分
• 2.8.2 空间上的差分
• 2.9 模式的代码结构
• 第三章 最优插值法
• 3.1 数值同化研究的必要性以及意义
• 3.2 数值同化的发展
• 3.3 最优插值法基本原理
• 3.3.1 基本公式
• 3.3.2 观测误差协方差矩阵R和背景场误差协方差矩阵B的基本假定
• T和HBH^T的表现形式'>3.3.3 计算过程中BH^T和HBH^T的表现形式
• 3.3.4 质量控制
• 3.3.5 效果展示
• 第四章 同化试验及结果分析
• 4.1 计算公式
• 4.2 试验结果分析及验证
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 研究展望
• 参考文献