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基于伴随同化方法的Ekman模型垂向涡动黏性系数时间变化研究
1
作者
易家成
高艳秋
张继才
《海洋科学》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第12期71-82,共12页
为了得到一种有效的计算海水涡动黏性的途径,本文基于伴随同化方法,研究了Ekman模型中垂向涡动黏性系数(verticaleddyviscositycoefficient,VEVC)的时间变化。本文推导了时间变化VEVC的优化关系式,并利用理想实验对三个影响因素进行了探...
为了得到一种有效的计算海水涡动黏性的途径,本文基于伴随同化方法,研究了Ekman模型中垂向涡动黏性系数(verticaleddyviscositycoefficient,VEVC)的时间变化。本文推导了时间变化VEVC的优化关系式,并利用理想实验对三个影响因素进行了探究,包括优化算法、初始猜测、观测深度,其主要结论是:(1)梯度下降法的优化效果优于共轭梯度法和有限记忆BFGS(limited-memoryBroyden–Fletcher–Goldfarb–Shanno)法;(2)初始猜测值与实际值接近时,收敛速度更快,反演误差更小;(3)反演结果对表层和次表层的流速更为敏感。本文从百慕大试验站锚泊系统(Bermuda Testbed Mooring, BTM)的数据中提取了Ekman流速,并反演了VEVC的时间变化,实际实验结果表明:(1)对于实测数据而言,仍是梯度下降法优化效果最好;(2)将VEVC设置为时间变化型的反演策略,反演效果优于常数型和深度变化型;(3)该地区VEVC在0.01m^2/s左右。该研究为Ekman流的数值模拟提供了一种确定VEVC时间变化的有效方法,对于其他动力机制的研究具有一定的参考价值。
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关键词
参数反演
Ekman模型
伴随同化
涡动黏性
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职称材料
黄海和东海表层悬沙浓度年际变化特征
被引量：
4
2
作者
尹琦珺
高抒
+1 位作者
高明哲
易家成
《海洋通报》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第5期494-506,共13页
运用547 nm反射率、海表温度和海表风场遥感数据,分析了黄、东海表层悬沙浓度的年际变化特征、影响因素和形成机理。研究区近岸海域表层悬沙浓度较高,远离陆地的海域悬沙浓度一般较低,且存在明显的季节变化,其季节变化的敏感区(变化较...
运用547 nm反射率、海表温度和海表风场遥感数据,分析了黄、东海表层悬沙浓度的年际变化特征、影响因素和形成机理。研究区近岸海域表层悬沙浓度较高,远离陆地的海域悬沙浓度一般较低,且存在明显的季节变化,其季节变化的敏感区(变化较大的区域,其反射率差大于1%)为浑浊羽状流分布区域和近岸海域。该羽状流从江苏海岸向东偏南方向延伸至黄、东海陆架中部,其边界以4 mg/L表层悬沙浓度为标志,冬季最盛,夏季最弱,甚至消失。研究区表层悬沙浓度也存在明显的年际变化,其冬季敏感区为浑浊羽状流与朝鲜半岛之间的海域(即羽状流东北部)、台湾海峡、近岸海域、浑浊羽状流南部边缘;其夏季敏感区主要是近岸海域。悬沙浓度年际变化的幅度略小于季节变化。冬季黄海暖流和台湾暖流对浑浊羽状流的扩散起阻碍作用,二者基本框定了该季节浑浊羽状流的边界范围,其年际变化形成多年尺度上冬季表层悬沙浓度的敏感区。虽然风浪作用对悬沙浓度变化有影响,但不是影响年际变化的主要因素。研究区冬季浑浊羽状流的形成和扩展的变异是受陆架环流控制的,是表层悬沙向深海输运的重要因素。此外,对敏感区的平均海表温度与南方涛动指数(SO)I、太平洋十年涛动指数(PDO)I的相关分析结果表明,本区陆架环流的宏观格局受到了厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)和太平洋十年涛动(PDO)的影响,而PDO的影响弱于ENSO。
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关键词
悬沙浓度
年际变化
敏感区
输运过程
中国东部陆架
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职称材料
题名
基于伴随同化方法的Ekman模型垂向涡动黏性系数时间变化研究
1
作者
易家成
高艳秋
张继才
机构
浙江大学海洋学院物理海洋研究所
国家海洋局第二海洋研究所卫星海洋环境动力学国家重点实验室
出处
《海洋科学》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第12期71-82,共12页
基金
国家重点研发计划“全球变化及应对”重点专项(2017YFA0604100)
国家重点研发计划“海洋环境安全保障”重点专项(2017YFC1404000)
+1 种基金
国家自然科学基金(41876086)
中央高校基本科研业务费专项资金~~
文摘
为了得到一种有效的计算海水涡动黏性的途径,本文基于伴随同化方法,研究了Ekman模型中垂向涡动黏性系数(verticaleddyviscositycoefficient,VEVC)的时间变化。本文推导了时间变化VEVC的优化关系式,并利用理想实验对三个影响因素进行了探究,包括优化算法、初始猜测、观测深度,其主要结论是:(1)梯度下降法的优化效果优于共轭梯度法和有限记忆BFGS(limited-memoryBroyden–Fletcher–Goldfarb–Shanno)法;(2)初始猜测值与实际值接近时,收敛速度更快,反演误差更小;(3)反演结果对表层和次表层的流速更为敏感。本文从百慕大试验站锚泊系统(Bermuda Testbed Mooring, BTM)的数据中提取了Ekman流速,并反演了VEVC的时间变化,实际实验结果表明:(1)对于实测数据而言,仍是梯度下降法优化效果最好;(2)将VEVC设置为时间变化型的反演策略,反演效果优于常数型和深度变化型;(3)该地区VEVC在0.01m^2/s左右。该研究为Ekman流的数值模拟提供了一种确定VEVC时间变化的有效方法,对于其他动力机制的研究具有一定的参考价值。
关键词
参数反演
Ekman模型
伴随同化
涡动黏性
Keywords
parameter estimation
Ekman layer model
adjoint assimilation
eddy viscosity
分类号
P731.2 [天文地球—海洋科学]
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职称材料
题名
黄海和东海表层悬沙浓度年际变化特征
被引量：
4
2
作者
尹琦珺
高抒
高明哲
易家成
机构
南京大学地理与海洋科学学院
南京大学海岸与海岛开发教育部重点实验室
出处
《海洋通报》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第5期494-506,共13页
基金
国家重大科学研究计划(2013CB956500)
江苏省自然科学基金重点研究专项(BK2011012)
南京大学大学生创新训练计划(XY1310284012)
文摘
运用547 nm反射率、海表温度和海表风场遥感数据,分析了黄、东海表层悬沙浓度的年际变化特征、影响因素和形成机理。研究区近岸海域表层悬沙浓度较高,远离陆地的海域悬沙浓度一般较低,且存在明显的季节变化,其季节变化的敏感区(变化较大的区域,其反射率差大于1%)为浑浊羽状流分布区域和近岸海域。该羽状流从江苏海岸向东偏南方向延伸至黄、东海陆架中部,其边界以4 mg/L表层悬沙浓度为标志,冬季最盛,夏季最弱,甚至消失。研究区表层悬沙浓度也存在明显的年际变化,其冬季敏感区为浑浊羽状流与朝鲜半岛之间的海域(即羽状流东北部)、台湾海峡、近岸海域、浑浊羽状流南部边缘;其夏季敏感区主要是近岸海域。悬沙浓度年际变化的幅度略小于季节变化。冬季黄海暖流和台湾暖流对浑浊羽状流的扩散起阻碍作用,二者基本框定了该季节浑浊羽状流的边界范围,其年际变化形成多年尺度上冬季表层悬沙浓度的敏感区。虽然风浪作用对悬沙浓度变化有影响,但不是影响年际变化的主要因素。研究区冬季浑浊羽状流的形成和扩展的变异是受陆架环流控制的,是表层悬沙向深海输运的重要因素。此外,对敏感区的平均海表温度与南方涛动指数(SO)I、太平洋十年涛动指数(PDO)I的相关分析结果表明,本区陆架环流的宏观格局受到了厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)和太平洋十年涛动(PDO)的影响,而PDO的影响弱于ENSO。
关键词
悬沙浓度
年际变化
敏感区
输运过程
中国东部陆架
Keywords
suspended sediment concentrations
inter-annual variation
sensitive region
transport processes
eastern continental shelves of China
分类号
P736 [天文地球—海洋地质]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于伴随同化方法的Ekman模型垂向涡动黏性系数时间变化研究
易家成
高艳秋
张继才
《海洋科学》
CAS
CSCD
北大核心
2018
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
黄海和东海表层悬沙浓度年际变化特征
尹琦珺
高抒
高明哲
易家成
《海洋通报》
CAS
CSCD
北大核心
2016
4
在线阅读
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职称材料
已选择
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