作战海洋预报系统评估的发展
第二个用海洋数据同化的造型一直致力于海洋预测短术语。经营海洋中心的发展也与卫星数据的可用性。在1990年代末,一些团体已经提出多元同化方案提高海洋模式功能,基于quasi-geostrophic或原始方程公式(参见Dombrowsky et al . 2009快速历史介绍)。GODAE框架,这些团体的主要发展重点OFS提供每日追算,估计短时预测和短期需要美国所有企业提供forecast18海洋动力学
18短期海洋预测:5天至两周。
中尺度。即描述长度和时间尺度大于10公里,一天的密度场和水质量变化,电流的埃克曼(从表面电流西边界流),和各自的瞬态影响的方面,蜿蜒、海浪和eddy-like传播特性,从表面到深度。的目标和潜在应用OFS在很大程度上与讨论的条款参考GODAE(见钟et al . 2009年更多的细节和引用)。然而,一个人可以提到海洋环流年际研究描述天气,短期预测安全(如石油泄漏预测、搜索和救援活动),为水质(通过与bio-geochemical模型耦合,像水藻检测),国防应用程序(通常与声学建模),或鱼量评估再加上高效的生态系统和高营养水平模型。
评价方法的应用OFS首先按照路径模型提出的社区,但不得不考虑约束通常不会出现在执行模型验证的学术项目。首先,通过进行评估的同化方案,提供准确的海洋analysis19及其效率。也就是说,更关注比总体质量精度。换句话说,在一定程度的质量是寻求在纯粹的造型研究(例如,深对流和拉布拉多海的水形成了吗?湾流过度?一个可接受的经向热传输和经向翻转环流?),同化实验测试的“真实”,直接引用数据集被用来量化误差的水平。综合误差预算所需数据同化的结果也是正确的评估。同化方案或多或少地遵循background20和观察错误,和最复杂的计划提供健壮的analysis21和预测误差估计(Brasseur 2006;卡明斯et al . 2009年)。然后需要验证模型误差假设对专用误差验证程序。
其次,通过考虑和测量实时约束的影响。即缺乏数据(观察尚未公布在同化时间窗),和/或低质量的数据,再分析框架相比,数据通常是完整和完全控制和纠正。还要注意实时操作,迫使领域提供的天气预报或大气模型可能不太精确。
第三,通过更多的具体预测产品的科学评估,评估的性能和可预测性的OFS。性能被认为是在这里不是一般的定义,但更精确地与使用海洋预测模型的好处,连同一个海洋同化方法,正确估计由OFS。这里的性能是一个值的有效性为用户和应用程序的兴趣:这些不同的组件来预测下周洋流,为什么不使用气候学?为什么不申请一个持久化方法,说吗
19日,参见附注16。
20参见脚注15。
21请参见脚注16。
下周海洋的国家,在一个好的近似,都是一样的,估计今天计算?在这两种情况下,复杂的工具的附加值是什么样子的同化方案和海洋模型相比,气候学,持续性方法?在实践中,这个想法是为了评估预测错误,气候学或持久性错误相比,(即与精度分析。同化方案的效率)。
约束也出现在技术/工程方面。评估必须执行实时匹配实际操作的限制,如计算机资源、存储容量和可用性的参考价值。这意味着数据流必须被监控,因为缺乏对任何技术原因的输入数据将直接影响海洋的估计质量。
同时,输出从操作系统可用于面向用户的应用程序(例如,水质、海洋安全或其他社会使用)。因此,上述性能评估方法必须依赖于用户需求。不同的应用程序可能需要不同程度的准确性。例如,的准确性表面流预测致力于帮助搜救活动不能匹配的操作系统,虽然可以使用相同的海洋模型满意地在更一般的海洋研究中,或者是气候学足够可能是有用的对于某些应用程序(如旅游小册子)。
因此,对于所有这些原因,使用不同的模型配置和数据同化方法,操作海洋学团队试图发展自己的工具来评估质量的输出,为了能够为用户提供“误差”。由于GODAE,这些行动可以共享在国际层面上。的前景OFS验证了马丁的演讲在暑期学校(2011年)。
在这种背景下,相互比较的共同利益或验证方法的合作发展OFS很快出现在不同的组。框架的莫西Strand1欧盟(EU)项目(20032004),第一次尝试实现相互比较eddy-permitting,盆地规模海洋资料同化系统。追来自不同系统使用气候学通量值和历史优质海洋数据集,像WOCE部分(Crosnier et al . 2006年)。这期间验证方法进行了增强欧盟莫西集成项目(2004 - 2008,请参阅http://www.mersea.eu.org)在几个方面:(1)进行定期验证,从而刺激数据处理和归档中心提供实时观测;(2)应用诊断提供一个健壮的每个系统的科学的评价,并选择其中最合适的诊断方法应用于研究模式;(3)评估操作系统性能和产品质量,考虑用户需求(通常从短期季节性时间表应用程序);(4)推动的一致性评估在不同的预测中心:类似的诊断应用到不同的系统,因此,加强整体评估管理活动通过中央团队的专业知识;(5)使用这个操作系统允许相互比较的一致性,因此设计和实现一个技术架构,允许强大的交流,相互连接,这些系统之间的互操作性。实现一个里程碑,以一致的方式,可互操作的活动,比如整体预测。
GODAE框架,基于这些进步的科学评估、一个特殊的相互比对运动决定,进行准备,2008年初(埃尔南德斯et al . 2009年)。下面突出显示的一些结果。
继续阅读:Godae比对项目
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