渤黄东海潮汐底摩擦系数的优化研究

摘要

文中对Topex/Poseidon高度计资料进行了沿轨调和分析。分别对8个分潮、15个分潮、19个分潮进行了调和分析，并将得到的结果进行了比较。将19个分潮的调和分析结果与验潮站资料进行了比较，结果表明水深在200～500米深的海区，高度计的调和分析结果与验潮站数据符合得比较好。同时还对潮汐的预报系统进行了研究。 借助伴随同化方法，本文将Topex/Poseidon高度计资料同化到二维非线性潮汐模型中，在边界条件不变的前提下，优化底摩擦系数，并对渤黄东海M<,2>分潮进行了数值模拟。文中针对6种不同的底摩擦系数假设(ray、ekm、qbo、slo、slo+ray、slo+qbo)分别进行了一系列的实际实验：1、底摩擦系数为Kristofer等给出的常数；2、底摩擦系数为利用伴随法对实验1中的底摩擦系数进行优化后的常数；3、在计算海区均匀选取120个点作为独立的底摩擦系数，其他任一点的底摩擦系数由这些点通过线性插值得到；4、根据地形的空间分布选取80个点作为独立的底摩擦系数，计算海区任一点的底摩擦系数由这些独立点线性插值得到；5、将每个网格点都作为独立变量给定底摩擦系数。后3个实验利用伴随法对底摩擦系数进行反演，得到了空间分布的底摩擦系数。将得到的模拟值分别与118个验潮站的观测资料进行比较，结果表明利用伴随法优化底摩擦系数能有效地提高数值模拟的精度。 文中对于独立底摩擦系数个数的选取问题也做了研究，虽然实验4的独立点个数减少了，但得到的结果要优于实验3。主要是因为实验4中独立点是按照地形的空间分布特征选取的，所以在独立点个数减少的情况下，模拟精度却提高了。实验5将每个网格点都看作是独立点，得到的结果是5个实验中最好的。 从得到的结果看出，与底摩擦系数取常数相比，空间分布的底摩擦系数更能适应空间变化的底地形，接近海区的实际情况。与传统做法相比，能进一步提高数值模拟的精度。 对实验4的数值模拟结果进行了分析。6种底摩擦假设得出的同潮图比较一致，但是进一步计算发现结果存在明显的差异。

目录

文摘

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第一章绪论

第二章卫星高度计资料的处理及潮汐预报

第三章线性底摩擦假设的研究

第四章非线性底摩擦假设的研究

第五章数值模拟结果分析

第六章结论

参考文献

附录

致谢