海洋所在基于天氣分型的海浪統(tǒng)計(jì)降尺度模擬方面取得新進(jìn)展
近日,中國科學(xué)院海洋研究所尹寶樹研究團(tuán)隊(duì)在基于天氣分型的海浪統(tǒng)計(jì)降尺度模擬方面取得新進(jìn)展,相關(guān)成果發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Ocean Modelling(JCR1區(qū))。 全球變暖背景下中國近海海浪災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)持續(xù)增加,探究極端海浪的未來多尺度變化及不確定性,是防災(zāi)減災(zāi)、科學(xué)應(yīng)對(duì)氣候變化風(fēng)險(xiǎn)的國家重大需求。但基于海浪動(dòng)力譜模型的大集合模擬計(jì)算效率較低,不能對(duì)快速變化的極端天氣氣候過程驅(qū)動(dòng)的海浪作出迅速有效的預(yù)測預(yù)估。

基于天氣分型的海浪統(tǒng)計(jì)降尺度模型構(gòu)建示意圖
科研人員利用天氣分型統(tǒng)計(jì)降尺度方法,率先構(gòu)建了大尺度大氣環(huán)流場與中國近海海浪多變量(有效波高、波周期和波向)的統(tǒng)計(jì)關(guān)系,重點(diǎn)揭示了關(guān)鍵大尺度大氣環(huán)流場影響近海海浪的季節(jié)變化特征,并將相關(guān)統(tǒng)計(jì)模型應(yīng)用于中國近海海浪的多年代際(1959-2021)后報(bào)模擬。通過系統(tǒng)對(duì)比驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)具有回歸引導(dǎo)聚類方法的天氣分型降尺度模型比單純的天氣分型降尺度模型能夠更好地模擬中國近海有效波高、極值波高、平均周期、平均波向、波能通量等變量的氣候態(tài)特征、時(shí)空演變規(guī)律及長期變化趨勢特征。

不同大氣環(huán)流模態(tài)下的中國近海有效波高和平均周期的聯(lián)合分布以及有效波高和平均波方向的聯(lián)合分布

ERA5和基于天氣分型的統(tǒng)計(jì)降尺度模型(WTD和WTD-RG)對(duì)中國近海海浪(1959-2021)特征刻畫的對(duì)比:(從上到下)月平均有效波高,月極值波高,平均波周期、月平均波浪能
該方法不僅考慮了涌浪對(duì)局地海浪的影響,也考慮了海浪變化與大氣驅(qū)動(dòng)變化間的物理聯(lián)系、波浪多參量之間的依賴關(guān)系。其計(jì)算效率高,是海浪大集合預(yù)測預(yù)估模擬的較理想方法。研究構(gòu)建并系統(tǒng)確證了該方法在中國近海(極端)海浪模擬的適定性問題,為探究中國近海(極端)波浪對(duì)氣候變化的響應(yīng)提供了重要方法基礎(chǔ)。
中國科學(xué)院海洋研究所與青島科技大學(xué)聯(lián)培碩士研究生趙廣鋒為論文第一作者,中國科學(xué)院海洋研究所副研究員李德磊為通訊作者。合作者包括英國南安普頓大學(xué)國家海洋研究中心博士Paula Camus、青島科技大學(xué)副教授張新麗、中國科學(xué)院海洋研究所研究員齊繼峰、尹寶樹。研究得到了國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院戰(zhàn)略先導(dǎo)科技專項(xiàng)(B類)、中國科學(xué)院青促會(huì)、泰山學(xué)者計(jì)劃等的共同資助。
論文信息: Guangfeng Zhao, Delei Li*, Paula Camus, Xinli Zhang, Jifeng Qi, Baoshu Yin, 2023, Weather-type statistical downscaling for ocean wave climate in the Chinese marginal seas, Ocean Modelling, 187, 102297
附件下載:
魯公網(wǎng)安備37020202001323號(hào) | 古鎮(zhèn)口園區(qū)地址:青島市西海岸新區(qū)海軍路88號(hào) 南海路園區(qū)地址:青島市市南區(qū)南海路7號(hào) 科考船碼頭基地:青島市西海岸新區(qū)長江東路8號(hào) |
郵編:266000 郵件:iocas@qdio.ac.cn 電話:0532-82898611 傳真:0532-82898612 |
