基于SCHISM模式的全球潮波模拟

基于非结构网格半隐式跨尺度海洋模式(semi-implicit cross-scale hydroscience integrated system model,SCHISM),作者采用非结构三角网格,对全球大洋潮波进行数值模拟。通过调和分析,将196个潮位站的实测数据与模拟结果进行比较验证,两者符合良好,M_(2)、K_(1)分潮同潮图的形态也与TPXO8、FES_(2)014b和NAO.99b模型给出的相似。根据模拟结果,给出了M_(2)、S_(2)、K_(1)、O14个主要分潮的同潮图。结果表明,太平洋中存在8个M_(2)分潮无潮点,大西洋中存在4个M_(2)分潮无潮点,印度洋中存在3个M_(2)分潮无潮点。总体上来说,M_(2)分潮在北太平洋和北大西洋东岸附近海域的振幅大于西岸附近海域的振幅,而在南太平洋和南大西洋情况相反。S_(2)分潮分布特征与M_(2)分潮类似,但振幅较小。太平洋中存在5个K_(1)分潮无潮点,大西洋中存在3个K_(1)分潮无潮点,印度洋中存在2个K_(1)分潮无潮点。K_(1)分潮的振幅普遍较小,在大部分海域不超过30 cm,在北太平洋和南极洲附近海域,由大洋向近岸有增加的趋势。太平洋中存在4个O1分潮无潮点,大西洋和印度洋中各存在2个无潮点。O1分潮在大部分海域不超过20 cm,在北太平洋和南极洲附近海域,由大洋向近岸有增加的趋势。最后,讨论了本模型与对比模型之间误差存在的原因。

基于POM的全球M_(2)正压潮数值模拟

普林斯顿海洋模型(POM)是应用较为广泛的区域海洋数值模型,但在全球潮汐数值模拟中的适用性尚待检验。本研究将三极网格和潮汐势引入POM中,对包含北极点的海洋潮波问题进行模拟,并建立水平分辨率1°×1°的全球大洋潮波数值模型,对全球M_(2)正压潮波进行数值模拟。模拟结果显示,太平洋存在5个M_(2)分潮无潮点,大西洋存在4个M_(2)分潮无潮点,印度洋存在3个M_(2)分潮无潮点,北冰洋存在2个M_(2)分潮无潮点;总体来看,大洋M_(2)分潮振幅小于近岸振幅,赤道太平洋海域出现2个M_(2)分潮的高振幅区,北冰洋与其他三大洋相比振幅最小。POM模拟结果与TPXO7.2全球潮汐同化模型结果基本一致,两者振幅均方根误差为5.6 cm,迟角均方根误差为10.0°,振幅的平均相对误差为12.5%;POM模拟结果与全球潮汐常数(GTCs)数据集对比,两者振幅均方根误差为21.4 cm,迟角的均方根误差为29.1°,振幅的平均相对误差为25.1%。表明所构建的POM全球大洋潮波模型能够较为准确地模拟全球潮波,得到全球潮汐的分布特征,为POM应用于其他全球海洋动力过程研究提供借鉴和参考。