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热带太平洋赤道附近数值模拟与海温同化研究

作者：张大明 Publish: 2005-10-8 Hits:-

【中文题名】

热带太平洋赤道附近数值模拟与海温同化研究

【英文题名】

【学科专业】

流体力学

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2005-10-8

【中关键词】

最优插值,MITgcm模式,热带太平洋,,,

【英关键词】

optimal interpolation method,MITgcm,the tropic Pacific Ocean,

【分类导航】

天文学、地球科学>海洋学>海洋基础科学>海洋水文学>海洋水文要素>

【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。

【论文题纲】

目录	2-4
摘要	4-5
ABSTRACT	5-6
第一章绪论	6-8
1.1 论文的研究意义	6-7
1.2 本文的工作	7-8
1.2.1 主要内容	7
1.2.2 本文的主要特色和创新点	7-8
第二章 Mitscm模式介绍	8-53
2.1 MITgcm模式的核心动力学基本方程	8-9
2.1.1 水平动力方程	8
2.1.2 垂向动力方程	8-9
2.1.3 连续方程	9
2.1.4 状态方程	9
2.1.5 位温方程	9
2.1.6 盐度方程	9
2.2 海洋模式边界条件	9-12
2.3 静态动力项、准静态动力学项、非静力动力项	12-14
2.3.1 静态动力项和准静态动力项组成部分	13
2.3.2 非静力学形式	13-14
2.4 压力求解	14-15
2.4.1 静态压力求解	14
2.4.2 海表压力求解	14
2.4.3 非静态压力求解	14-15
2.5 耗散项求解	15
2.5.1 动量方程中的耗散项求解	15
2.5.2 轨迹方程中的耗散项求解	15
2.6 海洋模式的动力学基本方程	15-16
2.6.1 Boussines 假定和不可压缩假定下的海洋动力学基本方程	15-16
2.6.2 “半压缩”Boussinesq假定下的海洋动力学基本方程	16
2.7 坐标变换	16-17
2.8 差分方法及算法	17-42
2.8.1 时间步上的差分	17-26
2.8.2 空间上的差分	26-42
2.9 模式的代码结构	42-53
第三章最优插值法	53-63
3.1 数值同化研究的必要性以及意义	53-54
3.2 数值同化的发展	54-57
3.3 最优插值法基本原理	57-63
3.3.1 基本公式	57-58
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	58-59
3.3.3 计算过程中BH~T和HBH~T的表现形式	59-60
3.3.4 质量控制	60-61
3.3.5 效果展示	61-63
第四章同化试验及结果分析	63-75
4.1 计算公式	63-65
4.2 试验结果分析及验证	65-75
第五章结论与展望	75-77
5.1 结论	75
5.2 研究展望	75-77
参考文献	77-81

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.39243



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