Ekman模型時間變化風應力系數的伴隨參數估計
關鍵詞：伴隨同化 風應力系數 時間變化 ekman模型 參數估計
摘要：本文基于時間分布參數設置,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,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,研究了參數反演結果對不同影響因素的響應,包括:風速分布、風應力系數分布、風應力系數初始猜測值、風應力系數獨立變量個數、觀測數據誤差和觀測的深度。孿生實驗結果驗證了伴隨同化方法反演Ekman模型中時變風應力系數的有效性,具體包括如下五個方面結論:1)不同風速分布下均能成功反演出不同風應力拖曳系數分布;2)反演結果對初始猜測值較為敏感,風應力系數初始猜測值越接近給定值,反演結果越好;3)風應力系數獨立點個數的選取會顯著影響反演結果,合理的選擇有利于提高反演效率及減小觀測數據誤差;4)觀測誤差能夠影響反演結果,觀測數據誤差在20%以下時能取得合理的反演結果;5)反演結果對觀測數據的表層和次表層流速更為敏感,這是由Ekman流的物理性質決定的。實際實驗,利用百慕大錨系試驗平臺的風速和流速數據,去除周期性潮流和地轉流成分后得到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域和該時段的隨時間變化的風應力系數。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據中反演出合理的時變風應力系數,對于海洋模型風應力系數的確定是一項有益的嘗試。
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