Ассимиляция климатических гидрологических данных в σ-координатной модели Черного моря посредством алгоритма адаптивной статистики

А.И. Мизюк, В.В. Кныш, А.И. Кубряков, Г.К. Коротаев

Морской гидрофизический институт НАН Украины, Украина

Аннотация

Реализован алгоритм адаптивной статистики ошибок прогноза для ассимиляции климатических полей температуры и солености в σ-координатной модели динамики Черного моря. Приведены основные соотношения этого алгоритма и его упрощенного варианта, базирующиеся на фильтре Калмана. Обсуждаются особенности реализации алгоритма, обусловленные моделью. Приводятся результаты сопоставления гидрофизических полей Черного моря, восстановленных по алгоритму адаптивной статистики и по упрощенной схеме ассимиляции климатических данных. Показано, что учет зависимости источников в уравнениях переноса – диффузии тепла и соли от четырехмерных дисперсий ошибок прогноза и трехмерных ошибок измерений позволяет более точно реконструировать взаимно согласованные климатические параметры моря.

Для цитирования

Ассимиляция климатических гидрологических данных в σ-координатной модели Черного моря посредством алгоритма адаптивной статистики / А.И. Мизюк [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2009. № 6. С. 3-22. EDN VKGALB.

Mizyuk, A.I., Knysh, V.V., Kubryakov, A.I. and Korotaev, G.K., 2009. Assimilation of the climatic hydrological data in the σ-coordinate model of the black sea by the algorithm of adaptive statistics. Physical Oceanography, 19(6), pp. 339–357. doi:10.1007/s11110-010-9058-2

Список литературы

  1. Кныш В.В., Демышев С.Г., Коротаев Г.К. Методика реконструкции климатической сезонной циркуляции Черного моря на основе ассимиляции гидрологических данных в модели // Морской гидрофизический журнал. – 2002. – № 2. – С. 36 – 52.
  2. Демышев С.Г., Кныш В.В., Инюшина Н.В. Сезонная изменчивость и трансформация с глубиной климатических горизонтальных течений Черного моря по результатам ассимиляции в модели новых климатических данных температуры и солености // Там же. – 2005. – № 6. – С. 28 – 45.
  3. Демышев С.Г., Кныш В.В., Коротаев Г.К. Результаты расчета адаптированных полей Черного моря на основе ассимиляции в модели данных по климатической температуре и солености // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. – 2006. – 42, №4. – С. 604 – 617.
  4. Кныш В.В., Демышев С.Г., Инюшина Н.В., Коротаев Г.К. Ассимиляция климатических гидрологических данных в модели Черного моря на основе алгоритма адаптивной статистики ошибок прогноза // Морской гидрофизический журнал. – 2008. – №1. – С. 44 – 55.
  5. Демышев С.Г., Коротаев Г.К. Численная энергосбалансированная модель бароклинных течений океана с неровным дном на сетке С // Численные модели и результаты калибровочных расчетов течений в Атлантическом океане. – М.: ИВМ РАН, 1992. – С. 163 – 231.
  6. Саркисян А.С., Кныш В.В., Демышев С.Г. и др. Многоэлементный четырехмерный анализ гидрофизических полей на основе динамико-стохастических моделей (для программы «Разрезы») // Итоги науки и техники. Атмосфера, океан, космос – программа «Разрезы». – М.: ВИНИТИ, 1987. – Т. 9. – С. 5 – 64.
  7. Кубряков А.И. Применение технологии вложенных сеток при создании системы мониторинга гидрофизических полей в прибрежных районах Черного моря // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – Севастополь: МГИ НАН Украины, 2004. – Вып. 11. – С. 31 – 50.
  8. Mellor G.L., Yamada T. Development of a turbulence closure model for geophysical fluid problem // Rev.Geophys. – 1982. – 20, № 4. – P. 851 – 875.
  9. Кныш В.В., Кубряков А.И., Инюшина Н.В. и др. Восстановление климатической сезонной циркуляции Черного моря на основе модели в σ-координатах с использованием ассимиляции данных о температуре и солености // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – Севастополь: МГИ НАН Украины, 2008. – Вып. 16. – С. 243 – 265.
  10. Кныш В.В., Моисеенко В.А., Чернов В.В. Некоторые результаты четырехмерного анализа гидрофизических полей в Тропической Атлантике // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. – 1988. – 24, №7. – С. 744 – 752.
  11. Демышев С.Г., Кныш В.В. Модельные численные эксперименты по оценке достоверности многоэлементного четырехмерного анализа основных физических полей океана // Теория океанических процессов. – Севастополь: МГИ НАН Украины, 1981. – C. 61 – 69.
  12. Моисеенко В.А., Белокопытов В.Н. Оценка качества массива данных измерений, подготовленного для решения задачи реанализа состояния Черного моря за период 1985 – 1994 гг. // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – Севастополь: МГИ НАН Украины, 2008 – Вып. 16. – С.184 – 189.
  13. Саенко О.А. Четырехмерный анализ гидрофизических полей в Тропической Атлантике в рамках полной нелинейной модели течений: численный эксперимент и обработка реальной съемки // Морской гидрофизический журнал.  1992.  №2.  С. 26  33.
  14. Гандин Л.С., Каган Р.А. Статистические методы интерпретации метеорологических данных. – Л.: Гидрометеоиздат, 1976. – 357 c.
  15. Smolarkiewicz P.K. A simple positive definite advection transport scheme with small implicit diffusion // Mon. Wea. Rev. – 1983. – 111, № 3 – P. 479 – 486.
  16. Smolarkiewicz P.K. A fully multidimensional positive definite advection transport algorithm with small implicit diffusion // J. Comput Phys. – 1984. – 54. – P. 325 – 362.
  17. Белокопытов В.Н. Термохалинная и гидролого-акустическая структура вод Черного моря // Дис канд. геогр. наук. – Севастополь: МГИ НАН Украины, 2004. – 160 с.

Скачать статью в PDF-формате