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Ekman模型時間變化風應力系數(shù)的伴隨參數(shù)估計
關鍵詞：伴隨同化 風應力系數(shù) 時間變化 ekman模型 參數(shù)估計
摘要：本文基于時間分布參數(shù)設置,利用伴隨同化方法,反演了Ekman模型中隨時間變化的風應力拖曳系數(shù),并在孿生實驗和實際實驗中對該方法進行了驗證。在孿生實驗中,研究了參數(shù)反演結(jié)果對不同影響因素的響應,包括:風速分布、風應力系數(shù)分布、風應力系數(shù)初始猜測值、風應力系數(shù)獨立變量個數(shù)、觀測數(shù)據(jù)誤差和觀測的深度。孿生實驗結(jié)果驗證了伴隨同化方法反演Ekman模型中時變風應力系數(shù)的有效性,具體包括如下五個方面結(jié)論:1)不同風速分布下均能成功反演出不同風應力拖曳系數(shù)分布;2)反演結(jié)果對初始猜測值較為敏感,風應力系數(shù)初始猜測值越接近給定值,反演結(jié)果越好;3)風應力系數(shù)獨立點個數(shù)的選取會顯著影響反演結(jié)果,合理的選擇有利于提高反演效率及減小觀測數(shù)據(jù)誤差;4)觀測誤差能夠影響反演結(jié)果,觀測數(shù)據(jù)誤差在20%以下時能取得合理的反演結(jié)果;5)反演結(jié)果對觀測數(shù)據(jù)的表層和次表層流速更為敏感,這是由Ekman流的物理性質(zhì)決定的。實際實驗,利用百慕大錨系試驗平臺的風速和流速數(shù)據(jù),去除周期性潮流和地轉(zhuǎn)流成分后得到Ekman流成分,并作為觀測輸入到該同化模型,反演出了適用于該區(qū)域和該時段的隨時間變化的風應力系數(shù)。通過比較模擬流速和觀測流速,證明利用伴隨同化方法能從實測數(shù)據(jù)中反演出合理的時變風應力系數(shù),對于海洋模型風應力系數(shù)的確定是一項有益的嘗試。
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