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数值模式与统计模型相耦合的近岸海浪预报方法
  • ISSN号:0253-4193
  • 期刊名称:海洋学报(中文版)
  • 时间:2014.9.15
  • 页码:18-29
  • 分类:P731.33[天文地球—海洋科学]
  • 作者机构:[1]解放军理工大学气象海洋学院,江苏南京211101, [2]解放军96631部队,北京102208, [3]解放军92899部队13分队,江苏宁波315200
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(41331174,11102232).
  • 相关项目:月牙尾推进模式水动力学特性的数值模拟研究
中文摘要:

针对数值模式和统计模型预报近岸海浪存在的局限性,构建了数值模式和统计模型相耦合的近岸海浪预报框架,在模式计算格点和近岸预报目标点之间定义一个海浪能量密度谱传递系数,通过经验正交函数分解和卡尔曼滤波方法建立传递系数的统计预报模型并与数值模式进行耦合。经过对近岸波浪观测站1 a 的预报试验表明:该方法能够提高近岸海浪有效波高预报精度,有效波高的均方根误差降低了约0.16 m,平均相对误差降低约9%。进一步试验和分析发现,该方法的预报有效时间小于24 h,将海浪能量密度谱经过分解后得到的基本模态反映了近岸波侯的主要特征,海浪能量密度谱传递系数的变化体现了波侯的季节变化特点。

英文摘要:

The coupled coastal wave prediction scheme ,which is a combination of a multi-scale numerical model and a statistical method,is proposed in order to avoid the limitations of one single scheme.By ocean wave model,the wave energy density spectrum of the computational grid in the coastal model is forecasted.We have defined a trans-fer coefficient matrix for thewave energy density spectrum between the computational grid and the coastal forecas-ting point.A statistical model for the prediction of this transfer coefficient is established using empirical orthogonal function (EOF)and Kalman filtering method.This statistical model is then coupled with the numerical model. The wave energy density spectrum of computational grid is optimized using the observed coastal buoy data.The coastal wave forecasting are validated by the observations of NAHA station for one year,indicating that this cou-pled method significantly improved the prediction power compared with the numerical model on its own.The root-meansquare error of the significant wave height reduces about 0.16mand the average relative error is reduced by a-bout 9%.It is also found that the forecasting accuracy of this method is limited within 24 hours;the principal components decomposed from the wave energy density spectrum reflect the main characteristics of local wave cli-mate;and the change transfer coefficient of the spectrum reflects the seasonal variation of the wave climate.

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期刊信息
  • 《海洋学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国海洋学会
  • 主编:陈大可
  • 地址:北京市海淀区大慧寺路8号
  • 邮编:100081
  • 邮箱:hyxbl@263.net
  • 电话:010-62179976
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-4193
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2055/P
  • 邮发代号:82-284
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:18197