基于POM的全球M_(2)正压潮数值模拟

1

作者 付庆军 林磊 +1 位作者 谭伟 王胜利 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第3期31-40,共10页

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... 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。 展开更多

关键词 普林斯顿海洋模型(pom) 三极网格 M_(2)正压潮 全球大洋潮波模型 海洋潮波

在线阅读 下载PDF 职称材料

交替蛙跳格式在POM的应用

2

作者 王强 周伟东 王东晓 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期1-7,共7页

讨论交替蛙跳格式在二维POM的运用。这个交替蛙跳格式是在z坐标下开发的针对线性浅水波方程的一种新的高效无耗散的格式。首先通过一维问题的试验,给出了σ坐标下非线性浅水波的演化特性及其交替蛙跳格式的数值特性,证实该格式的可行性... 讨论交替蛙跳格式在二维POM的运用。这个交替蛙跳格式是在z坐标下开发的针对线性浅水波方程的一种新的高效无耗散的格式。首先通过一维问题的试验,给出了σ坐标下非线性浅水波的演化特性及其交替蛙跳格式的数值特性,证实该格式的可行性以及优于传统格式的计算效率、守恒性及稳定性。其次,针对该格式二维问题运用讨论了科氏项相应的数值处理,给出了一套完整的数值计算方法,并应用于正压方程和POM外模的数值计算。研究表明,交替蛙跳格式具有两倍于传统蛙跳格式的计算效率,且不再需要Assenlin时间滤波,由此避开了时间滤波带来的数值衰减,具有良好的数值守恒性能。 展开更多

关键词 交替蛙跳格式 Σ坐标 浅水重力波方程 正压方程 princeton ocean model(pom)

在线阅读 下载PDF 职称材料

POM模式在日本南部黑潮路径变异研究中的应用 被引量：3

3

作者 邹广安 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期151-158,共8页

日本南部黑潮路径变异对北太平洋地区的气候和环境具有显著的影响,对黑潮路径变异的研究具有重要的意义。本文利用POM(Princeton Ocean Model)数值模式模拟了日本南部黑潮的路径变异情况,分析了黑潮大弯曲路径形成的可能机制。研究结果... 日本南部黑潮路径变异对北太平洋地区的气候和环境具有显著的影响,对黑潮路径变异的研究具有重要的意义。本文利用POM(Princeton Ocean Model)数值模式模拟了日本南部黑潮的路径变异情况,分析了黑潮大弯曲路径形成的可能机制。研究结果表明,当黑潮处于非大弯曲路径时,相对位势涡度的平均值呈现递减趋势,说明日本南部低位势涡度水在不断积累,这样会使得四国再循环流的强度增强,迫使黑潮保持平直路径,同时,近岸黑潮垂直流速剪切增大,斜压不稳定性的作用也逐渐增大;当黑潮从非大弯曲路径向大弯曲路径过渡时,再循环流强度的减弱会导致黑潮的流速剪切减小。根据海表高度异常场以及海洋上层流场信息发现,近岸黑潮附近的气旋涡会随着再循环流区域反气旋涡的东侧向南运动,最终导致黑潮大弯曲的发生。分析涡流的能量,结果显示,黑潮大弯曲路径的形成与斜压不稳定性密切相关。 展开更多

关键词 黑潮路径变异 pom(princeton ocean model) 斜压不稳定性

在线阅读 下载PDF 职称材料

黄海绿潮应急溯源数值模拟初步研究 被引量：16

4

作者 吴玲娟 曹丛华 +3 位作者 黄娟 曹雅静 高松 白涛 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期44-47,共4页

基于三维全动力POM海洋模式,根据2008年6月1日海监飞机监测绿潮所在位置,采用拉格朗日粒子追踪法反向积分,追溯绿潮来源。数值模拟结果显示,回溯至5月中旬,绿潮主要来源于黄海南部江苏连云港和盐城近海海域。黄海绿潮溯源数值模拟,为政... 基于三维全动力POM海洋模式,根据2008年6月1日海监飞机监测绿潮所在位置,采用拉格朗日粒子追踪法反向积分,追溯绿潮来源。数值模拟结果显示,回溯至5月中旬,绿潮主要来源于黄海南部江苏连云港和盐城近海海域。黄海绿潮溯源数值模拟,为政府相关部门了解绿潮的源头,并采取相应的措施提供依据,进而为保护生态环境、防灾减灾做贡献。 展开更多

关键词 绿潮 全动力海洋模式(pom) 溯源 拉格朗日粒子追踪法

在线阅读 下载PDF 职称材料

天津近岸台风暴潮漫滩数值模式研究 被引量：17

5

作者 莎日娜 尹宝树 +2 位作者 杨德周 徐振华 程明华 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2007年第7期63-67,共5页

基于对POM(Princeton Ocean Model)模式的改进,采用Flather-Heaps干湿网格法和两重网格嵌套的数值计算格式,针对天津近岸海域的地形和易受风暴潮漫滩灾害侵袭的特点,建立了天津近岸海域三维动边界风暴潮漫滩模型,对天津近岸区域台风影... 基于对POM(Princeton Ocean Model)模式的改进,采用Flather-Heaps干湿网格法和两重网格嵌套的数值计算格式,针对天津近岸海域的地形和易受风暴潮漫滩灾害侵袭的特点,建立了天津近岸海域三维动边界风暴潮漫滩模型,对天津近岸区域台风影响下的风暴潮漫滩进行了数值模拟研究。选取7203,8509,9216,9711号典型台风过程,计算了风暴潮漫滩水位变化,通过与塘沽站点实测数据的比较,计算的增水曲线过程与实测结果吻合较好,基本能够真实反映天津近岸的风暴潮水位变化情况及漫滩范围。研究结果验证了改进POM模式为动边界数值模型并应用于浅海区域是可行性的。 展开更多

关键词 风暴潮 漫滩 干湿网格 pom(princeton ocean model)模式 网格嵌套

在线阅读 下载PDF 职称材料

一个中国沿岸台风风暴潮数值预报系统的建立与应用 被引量：11

6

作者 李永平 于润玲 郑运霞 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期884-891,共8页

依据三维斜压海洋环流模式POM建立了一个中国沿岸台风风暴潮数值预报业务系统。台风风场模型考虑了台风移动和周围环境风场的影响,采用了较合理的强风情况下的风应力计算公式,建立了稳定合理的模式海洋环流气候状态和模式边界条件。大... 依据三维斜压海洋环流模式POM建立了一个中国沿岸台风风暴潮数值预报业务系统。台风风场模型考虑了台风移动和周围环境风场的影响,采用了较合理的强风情况下的风应力计算公式,建立了稳定合理的模式海洋环流气候状态和模式边界条件。大量的数值模拟结果表明,该模式能较好地重现历史台风风暴增水过程,对近2年台风风暴潮个例的预报结果表明,该业务系统对台风风暴增水具有较好的预报能力,文章同时分析了模式存在的一些问题。该业务系统实现了从资料采集、模式运行到预报结果输出的全自动化,显示采用图片和MICAPS两种方式,后者与现有气象业务平台一致。 展开更多

关键词 pom 台风风场 风暴增水 数值预报 业务系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于Cressman客观分析的南海北部海区数据同化实验 被引量：10

7

作者 陈飞 施平 +1 位作者 杜岩 王东晓 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期1-7,共7页

利用POM模式和空间插值法构造的同化方案对南海北部的航次观测资料进行了数据同化模拟。结果表明,数据同化有效兼顾了模式模拟和航次观测,在一定程度上纠正了模式模拟值相对于真实数据的误差;同化结果与模拟结果相比更接近观测值,在航... 利用POM模式和空间插值法构造的同化方案对南海北部的航次观测资料进行了数据同化模拟。结果表明,数据同化有效兼顾了模式模拟和航次观测,在一定程度上纠正了模式模拟值相对于真实数据的误差;同化结果与模拟结果相比更接近观测值,在航次断面及其附近海域同化结果误差较小;另一方面,由于航次资料站点相对较少,在无观测数据的海域模式同化不是很理想,有待改进。此方法可为南海大型航次及其他资料同化提供一个再分析资料的实验性参考。 展开更多

关键词 数据同化 空间插值 pom模式 航次资料

在线阅读 下载PDF 职称材料

渤海、黄海、东海冬季环流的数值模拟 被引量：6

8

作者 吴宝勤 王丹 +1 位作者 陈标 马福诚 《海洋测绘》 2007年第5期74-77,共4页

在POM的基础上,建立一个σ坐标系下三维斜压预报模式,利用经过资料同化处理的周平均卫星遥感海面温度资料,考虑海底地形、外海出入流、海面风应力等因素的影响,较好的模拟了冬季渤、黄、东海环流的情况。

关键词 海流 普林斯顿海洋模式 数值模拟 环流结构 海面温度

在线阅读 下载PDF 职称材料

渤海冰-海洋耦合模式 I.模式和参数研究 被引量：11

9

作者 苏洁 吴辉碇 +2 位作者 刘钦政 张蕴斐 白珊 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期19-26,共8页

在国内外冰-海洋耦合模式研究基础上,根据渤海水文、气象和冰情特点,以国家海洋环境预报中心的渤海海冰预报模式和POM海洋模式为基础,开发了一个冰-海洋耦合模式.在该耦合模式中,冰和海洋之间的动量和热量交换是双向的,冰厚和冰密集度... 在国内外冰-海洋耦合模式研究基础上,根据渤海水文、气象和冰情特点,以国家海洋环境预报中心的渤海海冰预报模式和POM海洋模式为基础,开发了一个冰-海洋耦合模式.在该耦合模式中,冰和海洋之间的动量和热量交换是双向的,冰厚和冰密集度的变化不仅由冰表面和冰底的热收支决定,还由开阔水的表面热收支决定.侧重阐述了耦合模式的动力和热力学过程的耦合,并对模式中一些热力参数进行了讨论. 展开更多

关键词 海冰模式 pom 冰-海洋耦合 参数化 渤海

在线阅读 下载PDF 职称材料

南海表层环流和热结构特征的数值模拟与影响因素分析 被引量：6

10

作者 聂宇华 詹杰民 陈植武 《中山大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期134-138,共5页

采用普林斯顿海洋模式,在真实的地形数据、计算区域右边界上半部分设为开边界的条件下,对南中国海98°-126°E,3°S-26°N的范围进行了环流和温度结构的模拟。模拟从静止的海洋开始,以1月份的月平均温盐数据为初始场,... 采用普林斯顿海洋模式,在真实的地形数据、计算区域右边界上半部分设为开边界的条件下,对南中国海98°-126°E,3°S-26°N的范围进行了环流和温度结构的模拟。模拟从静止的海洋开始,以1月份的月平均温盐数据为初始场,在12个不同的月平均风场驱动下,模式稳定地模拟了4个模式年。从第3年开始进行数据分析。首先从数值模拟的角度给出了南海表层环流和热结构的时空演变过程,继而详细分析了气候和环境因素的影响。结果表明:冬季南海主要被一个大的气旋式环流占据,夏季主要呈大的反气旋式环流。春季和秋季是季风转换季节,南海环流在受到上一个季节影响的同时也向下一个季节的典型流态转换,并由多个涡旋组成。此外,气候和环境条件的设置,都会影响到南海的环流和热结构特征。 展开更多

关键词 南海环流 热结构 黑潮 普林斯顿海洋模式

在线阅读 下载PDF 职称材料

长江口南支三维水动力及污染物输送数值模拟 被引量：11

11

作者 徐祖信 华祖林 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期239-243,共5页

以POM(princetonoceanmodel)模型为基础 ,建立了长江口南支三维水流及污染物质输运数学模型 ,模拟了长江口南支三维流场分布 ,并以上海西区某一排污口为例 ,对产生的污染带进行了数值模拟计算 .

关键词 三维水动力 污染物输送 长江口南支 pom模型 数值模拟 三维水流流场 水污染控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

降低水平压力梯度误差的方法比较 被引量：2

12

作者 王俊 许东峰 《海洋学研究》 2009年第3期93-98,共6页

由于坐标变换的关系,σ坐标海洋模式在处理陡峭地形时会产生较大的水平压力梯度误差。为减少水平压力梯度误差,前人提出了一系列改进的方法,这些方法可分为减去平均密度法、平滑地形法、网格变换法和水平压力梯度计算方程变换法4类。水... 由于坐标变换的关系,σ坐标海洋模式在处理陡峭地形时会产生较大的水平压力梯度误差。为减少水平压力梯度误差,前人提出了一系列改进的方法,这些方法可分为减去平均密度法、平滑地形法、网格变换法和水平压力梯度计算方程变换法4类。水平压力梯度计算方程变换法又可分为密度雅克比法、高阶精度法、有限体积法和转换到z坐标下计算水平压力梯度法。利用POM模式模拟理想海山来比较标准密度雅克比法、线性插值到z坐标法、四阶精度插值法、三次方多项式拟合法和权重密度雅克比法在计算水平压力梯度中出现的误差。模式初始时垂向分成,水平均匀,外模时间步长为12 s,内模时间步长为360 s,计算时间为360 d。从最大流速误差的结果可以看出,标准密度雅克比法得到的最大流速误差为0.45 m/s左右;线性插值到z坐标法得到的最大流速误差达到0.7 m/s;四阶精度方法计算得到的最大流速误差为0.3 m/s;权重密度雅克比方法和三次方多项式拟合法计算得到的最大流速误差相差不大,都只有0.2 m/s左右。标准密度雅克比法计算得到的单位质量平均动能最大,为9×10-4m2/s2;四阶精度方法和线性插值到z坐标方法计算得到的单位质量平均动能差不多,为3×10-4m2/s2;三次方多项式拟合法计算得到的单位质量平均动能为1.9×10-4m2/s2;权重密度雅克比方法计算得到的单位质量平均动能最小,仅为1×10-4m2/s2。标准密度雅克比法的计算耗时最短,为294 min;与其相比,三次方多项式拟合法的计算耗时增加了5.9%;权重密度雅克比法的计算耗时增加了8.8%;四阶精度插值法的计算耗时增加了23.6%。线性插值到z坐标法的计算耗时最长,需要384.5 min,相对于标准密度雅克比法的计算耗时增加了30.6%。因此,综合最大流速误差、平均动能和计算耗时的结果可知,线性插值到z坐标法的计算结果相对较差,采用权重密度雅克比法能较好地降低水平压力梯度误差。 展开更多

关键词 σ坐标海洋模式 水平压力梯度误差 pom模式

在线阅读 下载PDF 职称材料

西北太平洋西边界流系源区的数值模拟研究

13

作者 解秋红 周顺利 +2 位作者 陈建 崔爱菊 安瑜 《科学技术与工程》 2010年第26期6398-6404,共7页

采用POM模式对2005年西北太平洋西边界流系源区进行了数值模拟。针对该海区海表热通量与POM模式匹配困难的问题,在模拟过程中,分别采用由同化AMSR卫星资料插值得到的日平均海表温度场以及由NCEP资料得到的海表净热通量与长、短波辐射通... 采用POM模式对2005年西北太平洋西边界流系源区进行了数值模拟。针对该海区海表热通量与POM模式匹配困难的问题,在模拟过程中,分别采用由同化AMSR卫星资料插值得到的日平均海表温度场以及由NCEP资料得到的海表净热通量与长、短波辐射通量两种方案来进行海表热强迫。通过与SODA资料的分析结果对比,POM模式模拟结果较好地显示出北赤道流,黑潮源区及棉兰老海流的基本特征,两处断面流速与实际探测资料较为吻合;高度场模拟结果与实况较为一致,但0.9m水位高度线范围呈缩小—放大—缩小—放大的季节性震荡与实况中维持稳定存在一定差异;海温模拟结果与月平均的SODA资料总体一致,但在春夏两季温度略高。 展开更多

关键词 西北太平洋 黑潮源区 棉兰老海流 北赤道流 pom模式

在线阅读 下载PDF 职称材料

斯里兰卡近岸风暴潮模拟中风暴潮-潮汐相互作用特征分析:一个个例研究（英文） 被引量：1

14

作者 R.K.K.A.S.N.KODITHUWAKKU 李毅能 +4 位作者 彭世球 朱宇航 李少钿 Tilak P.D.GAMAGE 付莉莉 《南京信息工程大学学报（自然科学版）》 CAS 2018年第3期342-352,共11页

利用三维普林斯顿海洋模型(POM)以及逐时水位观测数据,研究印度洋北部斯里兰卡北部海岸风暴潮-潮汐相互作用特征.选择了2008年的"Nisha"台风作为台风风暴潮个例进行研究,并进行了3个数值敏感性试验.经验证,该风暴潮模型可以... 利用三维普林斯顿海洋模型(POM)以及逐时水位观测数据,研究印度洋北部斯里兰卡北部海岸风暴潮-潮汐相互作用特征.选择了2008年的"Nisha"台风作为台风风暴潮个例进行研究,并进行了3个数值敏感性试验.经验证,该风暴潮模型可以很好地再现该台风期间研究区域内的潮汐和总海水水位.试验结果表明,沿斯里兰卡西北海岸的风暴潮-潮汐相互作用显著,其强度与台风的强度和轨迹相关.当TC在42 h达到较大强度时,可以得到风暴潮-潮汐相互作用导致的最大增水值TSI(0.6 m)和从印度洋外海向斯里兰卡西北部浅滩流入的最大相互作用流场.在TC强度较弱的第30小时,得到最大负TSI(-0.6 m)和向南流出西北部浅水区域的较弱的相互作用流场.在整个台风期间,强TSI都发生在斯里兰卡西北部海滩到对岸的印度洋近岸区域. 展开更多

关键词 普林斯顿海洋模型(pom) 潮汐-风暴潮相互作用 风暴潮 斯里兰卡

在线阅读 下载PDF 职称材料

夏季南黄海风漂流的不同计算方法的对比分析 被引量：5

15

作者 梁兼霞 庞重光 白学志 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2005年第9期60-64,75,共6页

分别用Ekman有限深海风漂流计算公式,普林斯顿海洋模式(POM)数值计算了南黄海风漂流。通过对这两种方法的计算结果的时比分析得出:在水深较小时,模式计算的风漂流场与公式计算结果较为接近;而在水深较大时公式计算所得风漂流场与实际流... 分别用Ekman有限深海风漂流计算公式,普林斯顿海洋模式(POM)数值计算了南黄海风漂流。通过对这两种方法的计算结果的时比分析得出:在水深较小时,模式计算的风漂流场与公式计算结果较为接近;而在水深较大时公式计算所得风漂流场与实际流场相差较大,模式计算的风漂流场则基本再现了夏季南黄海的环流结构;风速越大,两种计算方法所得的流场之间的差别越大。同时从数值试验的角度还得到夏季由于风速普遍偏小,风场对环流结构的影响都相对较小,热盐效应是控制夏季环流的主导因素。但当风速增大到一定程度时,环流结构会发生根本改变。 展开更多

关键词 黄海冷水团 普林斯顿海洋模式(pom) 风漂流 热盐环流

在线阅读 下载PDF 职称材料

ARGO观测资料的2种同化方案

16

作者 连喜虎 庞重光 高山 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第10期17-25,共9页

使用POM(Princeton Ocean Model)海洋环流模式模拟西北太平洋海域的温盐场,之后运行中国科学院大气物理研究所同化系统(Ocean Variational Analysis System,OVALS),使用Argo观测网格化产品进行2006年整个计算域三维变分同化。无论从平... 使用POM(Princeton Ocean Model)海洋环流模式模拟西北太平洋海域的温盐场,之后运行中国科学院大气物理研究所同化系统(Ocean Variational Analysis System,OVALS),使用Argo观测网格化产品进行2006年整个计算域三维变分同化。无论从平面分布还是断面分布来看,除海表面温度(SST)外,温度同化的效果都比较好,尤其是800 m水深以浅,均方差值甚至能减小1.0℃以上。而且随着同化积分时间的增加,同化后误差减小越来越显著,3、4月份的同化效果明显高于1、2月份。与OFES(OGCM for the Earth Simulator)海洋模式结果相比,同化在一定程度上改进了模拟结果。在POM(Princeton Ocean Model)数值模拟基础上,利用3个西太平洋代表性浮标的观测资料,运用松弛逼近法同化2006年6月断面数据。当松弛系数取0.5时,模拟时间大约半天,模拟值就能快速逼近或完全等于观测值。虽然只对观测剖面进行了数据同化,但该同化可以产生更大范围的效果,而且这种效果可以持续更长时间。 展开更多

关键词 ARGO 观测资料 数据同化 同化系统(OVALS) 松弛逼近法 pom(princeton ocean model) OFES(OGCM for the Earth Simulator)资料

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于“神威·太湖之光”的区域海洋模式并行优化 被引量：10

17

作者 吴琦 倪裕芳 黄小猛 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2019年第7期1556-1566,共11页

海洋模式作为地球数值模拟中重要的组成模块,在很多领域都起到了至关重要的作用,不仅是研究海洋、河口和海岸不可或缺的科研手段,基于海洋模式搭建的预报系统还能够实时预测台风、海啸等现象.为了模拟更细粒度的海洋变化,海洋模式朝着... 海洋模式作为地球数值模拟中重要的组成模块,在很多领域都起到了至关重要的作用,不仅是研究海洋、河口和海岸不可或缺的科研手段,基于海洋模式搭建的预报系统还能够实时预测台风、海啸等现象.为了模拟更细粒度的海洋变化,海洋模式朝着更高的分辨率和更多的物理参数化方案发展,一般的计算机已无法满足其需求.随着散热和功耗成为通用处理器的主要瓶颈,多核、众核以及由此导致的异构已成为下一代超级计算机的发展趋势,这也为发展高分辨率海洋模式提供了坚实的基础平台.基于国产超级计算机“神威·太湖之光”,利用其异构众核体系结构的优势对普林斯顿海洋模式(Princeton ocean model, POM)进行移植和优化,从而充分发挥了国产异构众核平台的特点和优势.基于神威的高分辨率海洋模式swPOM(Sunway Princeton ocean model)在主从核协作下运行效率达到纯主核的13倍,是通用Intel平台的2.8倍左右,可扩展到25万核上运行,为实时预报系统提供了保障. 展开更多

关键词 普林斯顿海洋模式 高分辨率 神威太湖之光 异构 并行优化

在线阅读 下载PDF 职称材料