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北极海冰短期预报技术研发取得新进展 海冰密集度、厚度和海表面温度卫星观测数据实现协同同化

2019-07-10      来源:中国海洋报     作者:方正飞
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  近日,记者从自然资源部国家海洋环境预报中心获悉,北极海冰短期预报系统升级版已投入业务化运行,在原版本准实时同化海冰密集度、厚度基础上,升级版进一步同化了海表面温度卫星观测数据,有效提高了北极海冰的短期预报能力。

  2017年,预报中心建立水平分辨率18公里北极海冰短期预报系统ArcIOPS v1.0并投入业务化运行,实现了每日海冰密集度、厚度的准实时同化,其海冰厚度及漂移预报产品为中国第八次北极考察队成功穿越中央航道提供了重要参考。经过不断研发改进,该系统的升级版ArcIOPS v1.1正式投入业务化运行,实现了海冰密集度、厚度和海表面温度卫星观测数据的协同同化。

  在中国第九次北极考察期间,预报中心研发人员对ArcIOPS v1.1的测试版本进行了评估。结果显示,该版本对边缘冰区海冰密集度的预报能力比原版本有了显著提高,其168小时海冰密集度、厚度的预报误差分别小于20%、0.36米。

  据了解,北极海冰短期预报系统是预报中心“海冰-海洋多参数数据同化”研究成果的成功运用。7月1日,美国学术期刊《地球物理学研究杂志》在线发表了中心极地室梁曦博士为第一作者的《海冰-海洋多参数数据同化》一文。梁曦介绍,数据同化技术旨在将观测信息与模式初始场结合得到真实场的最优估计,以此为基础进行数值预报。海冰-海洋多参数数据同化技术难点在于如何保持同化前后海冰-海洋界面之间物质和能量的协同调整。该研究探讨基于集合卡曼滤波方法将海冰密集度、厚度和海表面温度卫星观测数据协同同化进极地海冰数值动力模式的配置方案。研究表明,该方案实现了同化前后海冰-海洋界面物质和能量的协同调整,数值模式对上层海洋温度,边缘冰区海冰密集度、厚度的模拟能力显著提高。

  目前,在国家重点研发计划支持下,水平分辨率4.5公里的ArcIOPS v2.0版本正在测试,预计今年年底投入试运行,届时,北极海冰预报能力将得到更大提升。

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