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张继才: 作品数：19 被引量：72H指数：6; 供职机构：浙江大学更多>>; 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划国家高技术研究发展计划更多>>; 相关领域：天文地球理学文化科学更多>>

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基于SWAN模式的“灿鸿”台风浪数值模拟被引量：19: 2017年; 以第三代海浪模式SWAN(simulating wave nearshore,近岸海浪数值模型)为基础,构建了东中国海海域波浪数值模式,并以高时间、空间分辨率的CCMP(cross calibrated multi-platform,多平台交叉校正)风场作为驱动风场进行波浪计算,模拟了1509号"灿鸿"台风的波浪过程。同时,对SWAN模式中的底摩擦参数化方案、波浪破碎参数、风能输入与白冠耗散、波-波非线性相互作用等因素对台风浪模拟的影响进行了分析,并对模式中的各影响因素给出了建议。模拟结果与浮标实测有效浪高数据(舟山朱家尖站、南麂岛站、舟山外海站、温州外海站)两者之间的偏差较小,表明本研究所建立的模式以及选择的参数合理,SWAN和CCMP风场的结合能满足海洋波浪数值模拟的需求。本研究对于台风浪数值预报具有参考意义。; 应王敏郑桥朱陈陈朱业车助镁楚栋栋张继才; 关键词：台风浪东中国海

浙江近海典型寒潮浪的数值模拟:以2015年3月和2016年1月为例被引量：1: 2019年; 本文选用第三代海浪模式SWAN(SimulatingWAveNearshore),以CCMP(Cross-CalibratedMultiPlatform)风场作为驱动风场,数值模拟了2015年3月份和2016年1月份影响浙江省的两次典型寒潮,并将模拟结果与实测数据进行了对比,模拟误差均在20%之内,属于可以接受的范围,表明SWAN模型和CCMP风场能够满足此次寒潮浪数值模拟的需要。本文从风场的强度、最值风速、风向、持续时间等方面,对比了两次寒潮期间的寒潮风场;从寒潮浪的强度、最值波高分布、持续时间、涌浪分布区域等方面,对两次典型寒潮期间的寒潮浪时空分布的异同进行了研究。总体而言,2015年3月份寒潮的风场从强度上弱于2016年1月份寒潮,3月份寒潮风场的主流大风是6~7级风,风向偏正北风;1月份寒潮风场的主流大风是6~8级风,风向偏西北风。2015年3月份的寒潮浪强度上弱于2016年1月份寒潮浪,3月份寒潮浪波高变化剧烈的区域位于研究区域的东北部,1月份寒潮浪波高变化剧烈的区域位于研究区域的中部和东部;3月份寒潮浪的大浪主要是5级浪,1月份寒潮浪的大浪主要是5、6级浪。当寒潮对研究区域的波浪场影响最为显著时,2015年3月份寒潮期间研究区域的北部多为涌浪,2016年1月份寒潮期间研究区域的南部多为涌浪。; 郑桥张继才车助镁朱业; 关键词：SWAN模式数值模拟

基于卫星高度计资料同化的渤海和黄海M_2潮流数值模拟被引量：1: 2010年; 将基于数学物理反问题的四维变分同化技术应用到陆架浅海区正压潮流的三维数值模拟中.孪生实验结果表明,借助伴随同化技术,三维正压潮流模型的水位开边界条件可成功反演.实际实验同化从TOPEX/Poseidon高度计资料提取的潮汐调和常数,通过反演水位的第一边值开边界条件,数值模拟了渤海和黄海的M2潮汐潮流.同化后代价函数以及代价函数关于开边界Fourier系数的梯度的值均大幅度下降,证明了伴随同化方法的有效性.实验过程中潮流资料未参与同化,但由其表达的代价函数值仍然由1下降至0.09,表明从高度计数据反演陆架浅海区的潮流场具有高度的可行性.与其它工作相比,潮流模拟值与观测值之间的误差较小,所得同潮图及潮流椭圆分布图准确体现了渤海和黄海M2潮汐潮流的基本特征.本文工作表明伴随同化方法可有效提高潮流数值模拟的准确度.; 张继才吕咸青孙丽艳; 关键词：伴随同化 TOPEX/POSEIDON

杭州湾三维悬浮泥沙输运模型初始场的伴随法反演研究被引量：1: 2020年; 在悬沙输运的数值模拟中,初始场的准确给定至关重要。目前诸多确定初始场的方案均存在一定的缺陷,初始场的准确性有待进一步提高。本文基于一个三维悬沙输运伴随同化模型,通过孪生实验和实际实验,对模型初始场进行了伴随法反演研究。在孪生实验中,首先验证了初始场的相对重要性;其次,探讨了初始场的反演结果对优化算法、初始猜测值、卫星遥感数据数量、同化时间窗口宽度和背景流场误差的敏感性;最后,比较了伴随法和插值法重构初始场的能力。孪生实验结果表明:最速下降法对初始场的优化反演效果要优于三种共轭梯度法和有限记忆BFGS法;初始场的反演效果对初始猜测值、卫星遥感数据数量和背景流场误差不敏感,而对同化窗口宽度较为敏感;与插值法相比,伴随法是重构模型初始场更有效的手段。实际实验中,在杭州湾海域同化典型的小潮时期和大潮时期的GOCI卫星遥感资料所得表层悬沙浓度数据,优化反演了初始场。实际实验结果表明:数据同化后,得到了更符合实际的最优初始场,表明伴随法是实现初始场优化反演的有效手段。该研究对进一步改进悬沙输运模型的初始化方案具有一定的参考价值,也对其他数值模型的初始化方案具有一定的借鉴价值。; 杜云飞张继才王道胜; 关键词：伴随同化初始场 GOCI

二维潮波模式底摩擦效应参数化方案同化研究: 2012年; 基于伴随同化方法对二维潮波模式底摩擦效应的线性与非线性参数化方案进行了比较研究。采用拉格朗日乘子法推导了底摩擦效应两种参数化方案的伴随表达式,并借助孪生实验对所述方法的参数反演能力进行了验证.通过同化高度计资料和验潮站资料,分别使用线性和非线性参数化方案,以及常数底摩擦系数与空间分布底摩擦系数设置的两两组合,对模拟结果进行了比较和分析。经过同化,模拟结果与观测数据的差异均有了明显下降。结果表明,如果将底摩擦系数设置为全区常数,则非线性参数化方案的模拟结果远优于线性方案;然而,在空间分布设置下,两者模拟得到的水位场与潮流场仅有细微差别,并尝试从底摩擦引起的能量耗散角度对其原因进行了分析。; 张继才吕咸青孙丽艳; 关键词：参数化方案伴随同化

基于伴随同化方法的Ekman模型垂向涡动黏性系数时间变化研究: 2018年; 为了得到一种有效的计算海水涡动黏性的途径,本文基于伴随同化方法,研究了Ekman模型中垂向涡动黏性系数(verticaleddyviscositycoefficient,VEVC)的时间变化。本文推导了时间变化VEVC的优化关系式,并利用理想实验对三个影响因素进行了探究,包括优化算法、初始猜测、观测深度,其主要结论是:(1)梯度下降法的优化效果优于共轭梯度法和有限记忆BFGS(limited-memoryBroyden–Fletcher–Goldfarb–Shanno)法;(2)初始猜测值与实际值接近时,收敛速度更快,反演误差更小;(3)反演结果对表层和次表层的流速更为敏感。本文从百慕大试验站锚泊系统(Bermuda Testbed Mooring, BTM)的数据中提取了Ekman流速,并反演了VEVC的时间变化,实际实验结果表明:(1)对于实测数据而言,仍是梯度下降法优化效果最好;(2)将VEVC设置为时间变化型的反演策略,反演效果优于常数型和深度变化型;(3)该地区VEVC在0.01m^2/s左右。该研究为Ekman流的数值模拟提供了一种确定VEVC时间变化的有效方法,对于其他动力机制的研究具有一定的参考价值。; 易家成高艳秋张继才; 关键词：参数反演伴随同化

空间分布底摩擦系数的伴随法反演研究被引量：14: 2005年; 对底摩擦系数的一种新的处理方法进行了伴随法反演研究.此方法假定底摩擦系数具有空间分布特征,即模拟海区中任意一点的底摩擦系数都可由某些固定点的底摩擦系数线性插值得到.将伴随同化方法应用于渤黄东海M2分潮的数值模拟,使用Topex/Poseidon资料针对空间分布底摩擦系数的假设,做了一系列孪生实验和实际实验.孪生实验成功反演出了给定的底摩擦系数空间分布,验证了此法的合理性和有效性.实际实验则探讨了利用此法时不同影响半径的选取,不同的独立底摩擦系数的个数以及不同权重系数的选择对模拟结果的影响,结果表明此方法可以有效提高数值模拟的精度.; 张继才吕咸青; 关键词：伴随同化底摩擦系数伴随法 TOPEX/POSEIDON 反演 M2分潮

基于再分析数据的南大洋区域Ekman流时空分布规律研究: 2021年; 南大洋Ekman输运是全球大气-海洋耦合气候系统的重要组成部分,对该区域Ekman动力过程的研究极为重要。首先基于实测数据和文献资料,对GEKCO2(Geostrophic and Ekman Current Observatory 2)产品提供的Ekman流数据进行了评估,验证了数据的有效性;并结合CCMP(cross-calibrated multi-platform)、ERA5(the fifth generation European centre for medium-range weather forecasts atmospheric reanalysis)风场数据,采用经验正交函数分析法(empirical orthogonal function,EOF)等方法分析了2010—2018年南大洋Ekman流的时空变化规律。结果表明:(1)南大洋Ekman流速集中在9—11 cm/s,且具有很强的月际变化特征(7月最强,12月最弱);(2)南大洋40°S以北海域是Ekman流速随时间变化较大的区域;(3)南大洋Ekman流速的EOF分析显示:第一模态和风场存在较强的相关性,表现为流速在整体上同时增强或减弱;第二模态和南半球中高纬大气环流存在较强的相关性,表现为以50°S为界南北流速反向变化;(4)Ekman流左偏角度集中在60°—75°,其中概率密度最大值处所对应的角度为67.5°。通过矢量相关分析,得到30°—35°S海域的平均偏角存在月际变化。南大洋的Ekman动力过程对海洋环流和全球气候系统具有重大影响,本文对于进一步理解南大洋的Ekman过程具有一定的参考价值。; 林辉义高艳秋张继才; 关键词：南大洋

渤黄东海底摩擦系数数值研究(英文)被引量：9: 2006年; 使用伴随同化方法探讨了四种底摩擦系数处理方法并模拟了渤黄东海的M2分潮.理想实验表明:伴随同化方法有很强的反演底摩擦系数的能力;为了得到较好的反演结果,反演策略必须与给定的分布一致;如果给定分布很复杂,则需要复杂的反演策略.实际实验表明,底摩擦效应与地形密切相关,而海洋地形十分复杂,故需要较多的独立的底摩擦系数才能得到较好的模拟结果.本文的第四种方法将每一点均作为独立的底摩擦系数,在实验中获得了成功,验证了这种方法的合理性和有效性.; 张继才祝建国吕咸青; 关键词：底摩擦系数潮汐模型反演

渤、黄、东海二维潮汐模式底摩擦系数的反演研究被引量：8: 2007年; 一种新的底摩擦系数处理方法是假定底摩擦系数具有空间分布特征,即在海区中选取一些点作为独立底摩擦系数,计算区域中任意点的底摩擦系数都可由这些独立底摩擦系数通过线性插值得到。采用伴随同化方法对空间分布底摩擦系数的研究表明,与传统的底摩擦系数处理方法相比,空间分布的底摩擦系数模拟精度更高。探讨了根据地形的空间分布特征选取独立底摩擦系数的做法,所做的孪生实验和实际实验均表明,与均匀选取的结果相比,在独立变量个数减少三分之一的情况下,数值模拟的精度反而得以提高。得到的渤、黄、东海底摩擦系数分布表明,东海等深水区及地形复杂的区域底摩擦系数比较大。; 张继才吕咸青; 关键词：潮汐模型伴随同化底摩擦系数

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