多源海洋资料同化中的背景误差自适应调整研究

本研究拟采用HYCOM模式，探讨海洋资料同化过程中的背景误差协方差矩阵构建，通过充分考虑观测资料的作用，来提高同化效果。1）在同化分析过程中考虑背景误差和观测资料的关系；2）迭代调整分析结果，用快速循环来构建最优的背景误差协方差矩阵，从而在同化窗口自适应更新权重参数，来增加同化的实用性和准确度；3）针对不用来源的观测资料（主要考虑卫星高度计资料，海表面温度和Argo浮标资料），探讨该方法对单一来源资料的适用性；4）进一步探讨多源资料在同化过程中，背景误差协方差矩阵的构建和同步分析的融合应用。

本项目通过对观测资料分析，找到观测资料和背景误差之间的关系，来确定资料同化分析中的权重参数，避免人为经验给定背景误差协方差矩阵带来的不准确。项目组收集了大量的观测资料，重点挑选了海表温度和海面高度计数据进行分析；并且进行了历史样本分析，得出了不同季节样本来作为静态样本提供参考背景误差协方差矩阵；分别对海面高度计数据和海表温度数据在太平洋区域设计试验，直接分析观测资料，得到其与模式诊断量和预报量两种不同背景误差协方差矩阵的关系，通过迭代得到权重系数，有效避免人为给定经验参数的误差；通过单一种类观测资料试验发现，权重系数没有明显的时间依赖性，其范围区间是0.3-0.7，而SST试验区间更加集中；与观测资料对比发现，该方法同化效果优于原来的同化方法，特别是在西北太平洋和赤道东太平洋较为明显，其影响范围可以由表层达到200m。但是其计算耗时较长。