南海海啸实时预测非线性反问题模式研究

将海啸浮标实时监测资料通过反问题方法同化到海啸数值模式中去，改进海啸预报精度，是当前世界上海啸预警技术的前沿课题。本课题采用非线性适应反问题方法和时空全场径向基Multiquadric函数配点法将海岛站、海啸浮标监测资料同化到海啸传播方程，建立基于反问题算法的海啸预报模式，预测海啸到达近岸过程，并作为输入条件和改进的FVWAVE海啸计算模式结合，预测沿岸局部地区风险较大区域海啸到达海岸的时间、波高、以及海啸到达近岸爬高淹没的动态过程，为南海地震海啸新一代预警技术建立基础。

台湾南部至菲律宾以西的马尼拉海沟，是欧亚板块向菲律宾海板块的俯冲区，强震频发，是南海海域最有可能引发地震海啸的潜在区。国家海洋局制定的我国海啸预警系统也主要是针对南海马尼拉海沟潜在地震海啸。将海啸浮标实时监测资料通过反问题方法同化到海啸预报模式中去，改进海啸预报精度，是当前世界上海啸预警技术的前沿课题。.本项目建立了南海海啸传播模型，以及设计各种可能发生的地震海啸情景，把震源区、浮标点以及近岸预报点的计算结果建立海啸数据库；并通过非线性适应反问题建立预报点海啸波和震源板块滑动的线性和非线性响应关系，将浮标监测数据与数据库同化，通过构建最小二乘求解的反问题，来确定板块滑动分布和计算近岸预报点波形，对该区域海啸发生时的近岸海啸波进行预报。计算结果表明，相比正问题计算结果，采用这种非线性反问题算法预报结果误差在10%以内，海啸后续波形基本一致，从获取浮标点监测数据后20s内可给出预报结果。.本项目建立了基于时空全场径向基函数配点方法的反问题模型，并成功应用于类似河流污染物溯源这类小尺度的反问题，但该算法似乎不适用于类似海啸这种大尺度的在广阔大洋中传播、从线性到非线性复杂变化的物理过程。