一个基于MOM的全球海洋数值同化预报系统

随着国家战略利益的拓展,国家对全球海洋环境预报保障的需求日益凸显。近年来,国家海洋环境预报中心研发并建立我国首个涵盖全球大洋的"全球海洋数值预报系统",该预报系统由MOM4全球海洋环流模式及三维变分同化系统组成。该系统的建立,实现了全球范围海洋环流预报业务全覆盖,为我国探索深海大洋环境的迫切需求提供有力保障,明显提升了我国海洋环境预报能力,体现了我国海洋数值预报技术的发展和进步。该系统的历史回报试验和业务化试运行结果表明其对全球海洋环境要素具有较好的预报能力,其预测结果已经在实际业务中得到了应用,在"雪龙号"极地遇险脱困、马航MH370失联飞机搜救等重大事件的预报保障任务中发挥了重要作用,为我国实施海洋强国战略,推进实施"21世纪海上丝绸之路"的战略构想,应对海上突发事件、维护国家海洋权益等各个方面提供有力的科技支撑和保障,并成为我国全球海洋预报业务的重要参考依据。

WAVEWATCH Ⅲ模式在全球海域的数值模拟试验及结果分析

基于第三代海浪数值预报模式WAVEWATCH III(v3.14),构建了全球区域海浪数值预报系统,采用1999年9月—2009年7月的Quik SCAT/NCEP混合风场作为驱动场,对模式进行了10a的积分。利用NDBC浮标数据及Jason-1卫星高度计资料对模式模拟结果进行了检验,结果表明:模式对全球海浪模拟效果较好。通过对模式误差的分析,为后续开展全球海浪同化工作中背景误差协方差矩阵的构建及集合样本的选取提供了依据。

广义Boussinesq方程孤立波的轨道不稳定性

应用Grillakis提出的轨道稳定性理论,研究了广义Boussinesq方程utt-uxx-(b1up+1+b2u2p+1)xx+uxxxx=0(b2<0)的精确孤波解的轨道不稳定性.利用抽象的轨道稳定性理论和详细的谱分析得到了一类特殊形式孤波解的轨道不稳定性.

海上大风延伸期预报研究进展

海上大风是海洋产业的重大灾害性天气,而延伸期预报是世界性难题。目前,延伸期预报主要分成动力延伸、低频振荡、经验波传播、数理统计、气候扰动分解和集合预报等6种方法,以动力延伸中的数值模式和低频振荡中的MJO监测诊断最为流行。随着大数据时代的到来,基于大数据分析,以数值预报产品为基础的集合预报成为未来业务发展的重点方向。这6种方法都可以用于海上大风等重大灾害性天气预报,许多学者尝试较多的是气候扰动分解、低频振荡中的低频天气图等方法中的溯源技术,通过找到源头,实现重大灾害性天气的延伸期预报。

基于GODAE Ocean View标准的全球海洋环流预报系统评估

基于USGODAE的现场漂流浮标观测数据,利用GODAE Ocean View框架下的IVTT Class4标准,评估了国家海洋环境预报中心业务化中等分辨率版本全球海洋环流预报系统的海表温度预报技巧。结果表明:该系统的海表温度预报均方根误差范围在0.65~0.73℃左右,在国际7个业务化系统中,预报精度处于中等水平。无论相对于延续性预报场或气候态预报场,其技巧评分皆为正值,说明该系统对海表温度的预报性能优于自身延续性预报和气候态场预报。

一类三阶色散方程的非解析波解的讨论

利用分岔理论对一类三阶色散方程的非解析波解进行了研究,得出不同的非解析波解存在的条件,并得到Peakon解是广义解而非弱解的结论.

中国全球业务化海洋学预报系统的发展和应用

中国全球业务化海洋学预报系统是国家海洋环境预报中心在国内首次构建的全球—大洋—近海3级嵌套的全球业务化海洋学预报系统体系,系统稳定高效业务运行,通过多种方式实时提供和发布全球多尺度多要素的海流、海浪、海温、海冰、海面风场等预报产品,实现了全球海域范围内从百公里级到公里级空间分辨率的一体化预报业务全覆盖。全球业务化海洋学预报系统从全球尺度、大洋尺度到中国周边海域包括8个子系统:全球海面风场数值预报子系统、全球海洋环流数值预报子系统、全球海浪数值预报子系统、全球潮汐潮流数值预报子系统、印度洋海域海洋环境数值预报子系统、极地海冰数值预报子系统、中国周边海域精细化海洋环境数值预报子系统、全球海洋环境预报业务化集成支撑子系统。该系统紧密结合我国经济社会发展和军事保障需求,在"雪龙号"极地遇险脱困预报保障、马航MH370失联飞机搜救预报保障、"蛟龙号"多次深潜海试预报保障、日本福岛"3.11"地震海啸核泄漏影响评估等重大事件的预报保障任务中发挥了至关重要的作用,为我国实施海洋强国战略,维护国家海洋权益、保障涉海安全生产、应对海上突发事件等提供有力的科技支撑。

一套全球海洋再分析资料初步结果分析

基于全球海洋资料同化系统(BCC_GODAS2.0)的20年(1990～2009年)再分析资料,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RMSE相对同化前分别减小0.53℃和0.28psu,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.同化结果的Nio3指数与HadISST的海表温度异常有很好的一致性,相关系数高达93.6%;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SSTA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ElNio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El Nio Modoki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.

全球业务化海洋学预报系统与应用

针对全球海洋环境预报的国家需求，基于长期、持续的海洋数值预报技术储备，通过引进开发和自主创新相结合的方式，对国际先进海洋数值模式进行调试和改造，在我国当前重点关注的全球、大洋和近海区域，着力改进和发展关键海洋物理过程的参数化方案，结合海洋预报现有计算条件，研发高效和高分辨率的海洋数值计算方法，利用国际和我国自主的海洋实时观测资料积累，建立了我国首个业务化运行的全球海洋实时观测资料融合同化数据集，全面优化了全球海洋数值预报的初始场，在此基础上构建了全球一大洋一近海三级嵌套的全球海洋环境数值预报模式体系，建立了海洋预报业务化运行集成支撑子系统，在国内首次构建了覆盖全球大洋、南北极和重点海域的全球业务化海洋学预报系统，业务化运行产品在全球海域范围得到广泛应用，并通过多种方式实时提供和发布全球不同分辨率和精度的海流、海浪、海温、海冰、海面风场等多要素预报产品，以及温跃层、混合层和中尺度涡等诊断分析产品，实现了全球海域范围内从百公里级到公里级空间分辨率的一体化预报业务全覆盖。