[發明專利]一種基于各向異性的強流區海表面溫度預報方法

有效

• 申請號: 202010044424.3
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111275250B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 張亮;胡艷;張學峰
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/26
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王蒙蒙

1.一種基于各向異性的強流區海表面溫度預報方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，給定控制變量ω(x,y)的初始猜測值；

步驟2，設T為研究變量，從“時間”t＝0正向積分平流擴散模型到t＝S得到T^S；并運用參數化方法得到擴散系數a；

其中，所述的平流擴散模型為：

式中，t表示時間；u表示東西下的流速；v表示南北下的流速；T表示研究變量；a表示擴散系數；S表示積分時長；D表示研究區域的寬度，L表示研究區域的長度；Ω是的中心域，Γ是的邊界；n是Γ的外法向量；

其中，所述的運用參數化方法得到擴散系數a包括：

采用T^S代表T|_t＝S，則目標函數J(ω)表示為：

式中，H表示從模型點插值到觀測點的插值算子，R表示觀測誤差協方差矩陣，d是觀測增量；

運用Smagorinsky擴散公式(6)參數化擴散系數a：

式中，C表示HORCON參數，C＝0.1；Δx表示x方向空間步長；Δy表示y方向空間步長；

步驟3，積分切線性伴隨模型得到目標函數J(ω)的梯度g(ω)，包括：

采用code2code形式，調用tapenade編譯器自動生成切線性伴隨模型代碼；

從“時間”t＝S到t＝0積分切線性伴隨模型得到切線性伴隨模型在t＝0時刻的解R⁰(ω)；

目標函數J(ω)的梯度g(ω)即為-R⁰(ω)；

步驟4，最小化算法優化控制變量ω(x,y)；

步驟5，循環步驟2至步驟4直至控制變量ω(x,y)使目標函數J(ω)達最小值，輸出此時的T^S；

步驟6，根據步驟5得到的T^S建立分析場，所建立的分析場為強流區海表面溫度預報提供初始場。