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南中国海内孤立波预报系统

                    栏目:海洋、气象   发布时间:2015-05-25 09:37:59

1、应用领域,应用的重要性,解决国家什么重要问题?

本应用成果属于海洋科学应用领域。

内孤立波的研究对海洋科学的理论研究,尤其是海洋内部动力学方面的研究举足轻重,对海洋表面波谱、海气相互作用、遥感科学、浅海声学等学科有很大的影响,对海洋资源的开发,海洋生态环境的保护,海洋军事和海洋工程等方面都有重要的意义。建立基于实际地形和温盐层结的全南海海域的内孤立波数值模型,对南海区域内孤立波的生成、发展、演变和消衰进行全过程模拟,在数值结果可行性验证基础上进行内海内孤立波的预报,填补此研究的国内外空白,在南海内孤立波的数值模拟和业务化预报研究领域确立我国科学家的话语权。

2、技术难关

1)重构南海2006-2010的温盐场,并提供相应温盐演示系统;

2)建立水平分辨率500米*500米,垂直分层100层的南海全海域内孤立波数值模型和预报系统,内孤立波的生成验证达到50%以上;

3)高分辨率物理及参数化方案的调试;

4)大规模I/O数据处理优化;

5)海量数据结果分析;

6)大规模并行业务系统构建。

3、应用成果描述

完成对包括完整吕宋海峡的南海北部、南海西北部、台湾岛北部进行了初步的高分辨率内孤立波三维数值模拟。

4、应用效果

最大并行度达到28000核心,实现系统业务化运行,为进一步深入研究提供数值模拟平台支撑。

(A)   M2分潮驱动下的内孤立波数值模拟(初始场水平方向温盐均匀分布)

 


图 3:M2分潮驱动下96.5h时B2断面流场与温度分布(黑色实线代表等温线,背景填充颜色为纬向流速,单位m/s)

图 4:96.5时B1断面2D与3D模拟结果对比。上图中黑色粗线为地形,蓝色实线为3D模拟结果,红色虚线为2D模拟结果。下图为海底地形

图 5(上)断面C 时间-距离 坐标轴下温度填色图。图中黑色虚线代表第一模态内孤立波的传播,黑色实线代表高模态内波的传播,点划线代表陆坡区的内孤立波。图中黑色曲线代表纬向潮流方向。(下)断面C处的地形

(B)M2分潮驱动下内孤立波数值模拟(初始温盐场东西分布不均匀)

   

图 6:初始纬向温度分布情况(单位:℃)        图 7 :M2分潮驱动下95h时海面高度地图分布