伴随同化方法在珠江口咸潮模拟中的应用研究

In recent years,the salt tide activities in the Pearl River Delta become more and more frequent and the affected area is larger in recent years, having considerable impact on residential and agriculture water supply as well as urban industrial production and causing great economic loss. Understanding the underlying driving mechanisms is essential to solve the problem caused by salt tide. Ocean models have become powerful tools to understand the temporal and spatial distribution of marine variables and their physical mechanisms. However, there are many uncertain conditions in the numerical models(e.g.,initial condition,open boundary conditions) ,so that the simulated results usually don't agree well with the real oceanic features.By combining available observations with numerical models, data assimilation method can decrease the error caused by the defects and the uncertain conditions of models，which has important significance to study the saltwater intrusion in the Pearl River Estuary. In this study, we use the adjoint assimilation method, assimilating all available in-situ observations in the ocean models, to better reproduce the temporal and spatial variations of salinity. Then we further investigate the physical mechanisms affecting the saltwater intrusion in the Pearl River Estuary.

近年来,珠江三角洲地区咸潮活动愈发频繁而且上溯影响范围越来越大，直接影响1500 多万人的供水安全以及工农业生产,造成巨大的经济损失。对于咸潮的治理，需要对其物理机制进行深入地分析。海洋模式由于其时空上的连续性，已成为我们理解海洋要素的时空分布及其物理机制的一个有力的工具。然而数值模式由于存在很多不确定性条件（如初始场，开边界条件等），在模拟复杂的河口物理过程中，模拟结果与真实的水文状况有较大差别。海洋资料同化方法能有效地结合可获得的观测资料和数值模式，减小模式本身的缺陷和不确定性所引起的误差，这对于研究珠江口的咸潮入侵有着重要意义。本研究基于珠江口多年的航次观测资料和海洋数值模式，利用伴随同化方法， 更好地再现盐度的时空变化，进而研究影响珠江口咸潮入侵的物理机制。

近年来,珠江三角洲地区咸潮活动愈发频繁而且上溯影响范围越来越大，直接影响1500 多万人的供水安全以及工农业生产,造成巨大的经济损失。对于咸潮的治理，需要.对其物理机制进行深入地分析。海洋模式由于其时空上的连续性，已成为我们理解海洋要素的时空分布及其物理机制的一个有力的工具。然而数值模式由于存在很多不确定性条件（如初始场，开边界条件等），在模拟复杂的河口物理过程中，模拟结果与真实的水文状况有较大差别。如何提高数值模式对珠江河口盐度变化的模拟水平已经成为影响珠江河口咸潮预报水平的重要因素。为此，本项目基于ROMS海洋模式，在南海-珠江口海域建立一套三层嵌套网格模式系统，最外层包括整个南海，中间层包括南海北部，最里层是珠江河口。该系统的建立有助于减少开边界对珠江口模拟误差的影响,这对于研究珠江口的咸潮入侵有着重要意义。基于三层网格模式系统， ROMS珠江河口模式能准确地再现盐度的时空变化，进而更好地研究影响珠江口咸潮入侵的物理机制。