Реанализ гидрофизических полей Черного моря на основе ассимиляции данных измерений температуры и солености в z-координатной модели

Abstract

Настоящая работа посвящена развитию ретроспективного анализа гидрофизических полей Черного моря на основе ассимиляции данных измерений температуры и солености в z-координатной модели циркуляции посредством алгоритма адаптивной статистики. Предложены способы оценки «типичных» дисперсий ошибок прогноза температуры и солености, позволяющей получить квазиоптимальные веса в ассимиляционных слагаемых уравнений переноса тепла и соли. Разработанная ассимиляционная модель была использована для проведения реанализа гидрофизических полей Черного моря за 1985 – 1993 гг. Для этого периода выполнено сравнение результатов восстановления гидрофизических полей на основе алгоритма адаптивной статистики и упрощенного алгоритма. Выбранный способ оценки «типичных» дисперсий ошибок прогноза позволил получить согласованные гидрофизические поля

Дана робота присвячена розвитку ретроспективного аналізу гідрофізичних полів Чорного моря на основі асиміляції даних вимірювань температури та солоності в z-координатній моделі циркуляції за допомогою алгоритму адаптивної статистики. Запропоновано способи оцінки «типових» дисперсій помилок прогнозу температури та солоності, яка дозволяє отримати квазіоптимальни ваги в асиміляційних доданках рівнянь переносу тепла та солі. Розроблена асиміляційна модель була використана для проведення реаналізу гідрофізичних полів Чорного моря за 1985 – 1993 рр. Для цього періоду виконано порівняння результатів відновлення гідрофізичних полів на основі алгоритму адаптивної статистики та спрощеного алгоритму. Обраний спосіб оцінки «типових» дисперсій помилок прогнозу дозволив отримати узгоджені гідрофізичні поля.

Retrospective analysis (reanalysis) of the Black Sea hydrophysical fields is developed in the paper based on temperature and salinity data assimilation in the z-coordinate circulation model using the adaptive statistics procedure. The approaches for estimating the errors’ «background» variances in temperature and salinity forecast are proposed. It permits to obtain quasi-optimum weights in the assimilation components of the heat and salt transport-diffusion equations. The developed assimilation model is used for reanalyzing the Black Sea hydrophysical fields for 1985 – 1993. The hydrophysical fields reconstructed using the adaptive statistics algorithm, on the one hand, and the simplified assimilation procedure, on the other, are compared for this period. The chosen method of estimating the errors’ «background» variances of a forecast permits to obtain the adjusted hydrophysical fields.