渤海溢油数值预报研究

以溢油漂移扩散模式为核心,采用"油粒子"方法来模拟溢油在海洋环境中的漂移扩散行为,与业务化渤海三维海洋数值预报模式、中尺度海洋风场数值预报模式相衔接,获得海流、海面风场等海洋环境预报产品作为溢油模式的外强迫,建立了渤海溢油数值预报系统.本文简要介绍了该系统的组成、运行机制和模拟试验情况,并讨论了建立我国全海域溢油预报系统的有关问题.     

南海及周边海域风浪流耦合同化精细化数值预报与信息服务系统简介

面向社会需求,建立覆盖南海及周边海域的高分辨率风-浪-流耦合同化数值预报与信息服务系统。系统包含耦合同化数值预报模式、海洋动力环境数据库与可视化平台两部分。其中,耦合同化数值预报模式由中尺度大气数值预报模式、海浪数值预报模式和区域海洋环流数值模式,在C-Coupler耦合器中进行耦合,引入集合调整Kalman滤波同化模块,在耦合预报前进行大气、海浪和海流的同化后报模拟,为耦合预报模式提供更为精确的初始场。预报结果经海洋动力环境数据库和可视化平台处理后,通过二维和三维可视化展示,向用户提供直观的南海及周边海域海洋环境预报产品。     

2011年6月-8月渤海湾溢油事故长期后报数值模拟

三维业务化溢油应急预报系统不仅能提供逐时的海洋环境信息预报和溢油漂移扩散,还能对溢油事件进行后报数值模拟。2011年6月4日在渤海湾蓬莱19-3B采油平台发生溢油事件,同月17日19-3C平台也发生溢油事件。此次溢油事故造成了数千平方公里海水受污染。本文采用国家海洋环境预报中心自主研发的溢油模型对蓬莱19-3溢油事件进行长期后报数值模拟,在风流海洋环境场的驱动下,模拟了2016年6月到2016年8月,两个平台溢油的漂移扩散情况、影响范围,靠岸时间和影响岸段等。风场采用基于WRF模型模拟得到的再分析风场,并用实测风对再分析风场进行订正,流场采用基于POM模式在再分析风场驱动下得到的海流。后报结果显示,溢油主要向西北方向漂移,并最终靠岸,其扫过的海域也主要在平台的西北方向,这与观测结果一致,验证了后报的可靠性。     

海浪数值预报准业务运行试验

海浪是引起我国海灾海难事故的主要海洋环境过程之一。每年由海浪引起的海灾海难事故所造成的直接经济损失以亿元计。海洋环境预报中心引进第三代海浪数值模式，对中国海近海海域（１５°～４５°Ｎ，１０５°～１４１°Ｅ和１５°～４５°Ｎ，１０５”～１５５°Ｅ）进行了７２小时的海浪数值预报，从１９８９年１月起进行了试报，从１９９２年１１月起投入了准业务运行。预报结果能够为海浪业务预报提供一定的参考。本文介绍了浅水情形下的第三代海浪模式以及几年来的试运行情况。     

历史资料客观分析数据库

历史资料客观分析数据库是国家“八·五”科技攻关项目的一子课题，用了五年的时间研制并完成。它可以为海洋环境预报及预报模式研究服务，提高了海洋预报、特别是灾害性海况（海浪、风暴潮、海冰）预报的水平，它是海洋环境数值预报系统的一个重要组成部分。本文主要介绍历史资料客观分析数据库的概况及研制使用过程。     

北印度洋风浪流数值预报系统:Ⅱ-检验分析

基于系统构建工作[1],开展北印度洋风浪流数值预报系统后报和准业务化预报,并利用2013年9月—2014年3月共6个月的资料对预报结果进行了统计检验。结果显示北印度洋风浪流数值预报业务运行稳定可靠,大气模式(WRF)72 h预报的500 hPa位势高度距平相关系数达到89%,海浪模式(SWAN)的72 h有效波高预报的相对误差低于20%,海流模式(ROMS)的72 h海表温度预报的均方根误差在0.5℃左右;同时对2013年10月期间孟加拉湾的超级气旋风暴"PHAILIN"的预报结果进行了分析。该风、浪、流预报系统能够较好地预报"PHAILIN"的移动路径、最低气压及相应的海浪和海流过程。该系统的试运行和检验分析结果,对建立新一代海洋环境数值预报系统具有一定借鉴意义。     

西北太平洋温盐多模式集合预报

借鉴大气集合预报中的多模式集合预报思想,开展了海洋数值模式的集合预报方法研究,将数据分频集合技术方法应用于6个海洋模式的海洋环境预报中,并以Argo实测资料对集合预报效果进行了验证。比对分析结果表明,多模式集合预报的温盐精度明显提高,预报效果明显优于单一模式。     

一个基于MOM的全球海洋数值同化预报系统

随着国家战略利益的拓展,国家对全球海洋环境预报保障的需求日益凸显。近年来,国家海洋环境预报中心研发并建立我国首个涵盖全球大洋的"全球海洋数值预报系统",该预报系统由MOM4全球海洋环流模式及三维变分同化系统组成。该系统的建立,实现了全球范围海洋环流预报业务全覆盖,为我国探索深海大洋环境的迫切需求提供有力保障,明显提升了我国海洋环境预报能力,体现了我国海洋数值预报技术的发展和进步。该系统的历史回报试验和业务化试运行结果表明其对全球海洋环境要素具有较好的预报能力,其预测结果已经在实际业务中得到了应用,在"雪龙号"极地遇险脱困、马航MH370失联飞机搜救等重大事件的预报保障任务中发挥了重要作用,为我国实施海洋强国战略,推进实施"21世纪海上丝绸之路"的战略构想,应对海上突发事件、维护国家海洋权益等各个方面提供有力的科技支撑和保障,并成为我国全球海洋预报业务的重要参考依据。     

2002～2003渤海海冰数值预报

海冰数值预报是海冰业务预报的主要方法之一。国家海洋环境预报中心建立了业务化的渤海海冰数值预报系统，并进行了多年的业务化运行。随着我国卫星遥感事业和数值天气预报技术的发展，海冰预报系统也在不断发展中。本文介绍了2002～2003冬季应用HY—1卫星海冰遥感和T213数值天气预报模式产品对该海冰数值预报系统的改进，对2002～2003冬季海冰数值预报的结果进行了分析和比较。     

东营市海洋观测预报体系建设及海洋灾害预警报服务模式初步探讨

东营市海洋环境预报中心是东营市人民政府设立的全面履行海洋观测预报和海洋灾害预警的公益事业单位,承担着东营海洋环境观测预报和海洋灾害预警,为东营市海洋防灾减灾、海洋执法管理、科研调查、应急管理以及海上搜救等提供技术支持和保障的重要职责。文章在分析东营市海洋观测预报的现状和存在问题的基础上,依据《海洋观测预报管理条例》相关要求,结合东营海洋事业发展需求及现有海洋灾害预警报服务水平和能力,提出了建设东营市海洋观测预报体系及海洋灾害预警报服务模式的基本原则、总体目标,并给出了实现总体目标过程中需要解决的关键问题和需要建设和完善的关键业务技术平台、系统。     

渤海油田区划海域流场计算与分析

渤海是我国海上石油的重要产地。海洋水文环境对海洋石油勘探开发活动有极其重要的影响,但往往因为海上没有常规的长期海洋环境监测站,其水文环境特征不被人们所了解。本文使用海洋环境数值预报模型,构建了渤海海域流场数值预报模式,后报了1970年1月1日至1999年12月31日长达30a渤海海流场。数值模拟结果与渤海中的实际观测资料进行了对比分析,结果显示数值模拟结果是可信的。按86个设定的统计区间,分析了渤海油田海域的区划海洋环境特征,为海洋石油开发利用提供了海洋水文环境特征的可靠依据。     

海洋数据同化与数据融合技术应用综述

简述了不同数据同化和数据融合方法在海洋环境监测与预测方面的应用、国内外相关业务单位的海洋分析和预报系统的现状,以及海洋数据同化将来的业务化应用的发展趋势。四维变分和集合卡尔曼滤波正在成为国际上海洋环境分析与预报的主要应用方向,海-气耦合数据同化以及海冰数据同化是目前数据同化方法研究的热点。     

广东沿海台风风暴潮可视化预报系统

广东省地处南海北部,风暴潮灾害严重。为快速准确做好风暴潮预报并将预报结果应用于防灾减灾中,根据南海预报中心多年来在风暴潮数值预报、经验统计方法预报和潮汐预报的实践,研制了可视化软件。此软件可显示广东省28个沿海主要港口的逐时风暴增水与天文潮位的综合潮位曲线与数值,以动态或静态显示广东沿海海面的增水等值线图,成为业务化预报软件。多年的风暴潮数值预报的实践证明,国家海洋环境预报中心王喜年等在八·五攻关项目中推广应用的台风风暴潮模式,在广东沿岸的风暴潮数值预报中效果较好,可视化预报软件采用这一模式是合适的。     

海洋环境观测预报技术需求与“十三五”发展重点——以北海区为例

发展海洋环境观测预报技术是认识海洋、开发海洋的一项基础性工作,是发展海洋经济、开发海洋资源的必然要求,具有迫切的国家需求。我国提出了建设海洋强国的宏伟目标,在新的形势下如何进一步提升我国海洋环境观测预报技术水平及业务应用能力,满足海洋事业全面发展的迫切需求,值得我们深入思考和研究。以我国北海区为例,概述了我国海洋环境观测预报技术体系的发展现状,指出了面临的突出技术问题,据此提出了"十三五"期间我国海洋环境观测预报发展的重点,主要包括:数据考古、研发新型观测技术与装备、推动新型观测技术的业务应用、发展智能化的海洋观测数据管理技术、海洋环境组网观测、海洋环境预报精细化、加强国际合作、产学研用结合的业务化支撑体系建设等方面。     

北印度洋风浪流数值预报系统:Ⅰ-设计与实现

以5°S以北印度洋海域为目标区域,基于区域大气模式WRF、海浪模式SWAN和海流模式ROMS,建立了北印度洋风浪流数值预报系统。该系统具有运行稳定、针对性强和产品定制灵活等特点,为海洋环境预报、舰艇航行保障、军事行动准备等提供准确及时的常规和定制风浪流数值预报产品。     

海面风场的数值预报业务模式

海面风场的业务数值预报，经过六年的运行和不断改进，目前已建立了包括资料处理、客观分析、大气模式和边界展模式在内的数值预报业务化系统，它能提供１５°～４５°Ｎ、１ｈ５°～１４１°Ｅ海域内１°×１°经纬网格点上的７２小时的预报风场，该风场除为日常业务预报提供参考外，还为海浪和海冰业务模式提供强迫场。本文主要介绍大气模式和边界层模式的概况以及系统的运行结果。     

中尺度数值预报模式(MM5)在海面风场预报中的应用

本文简要介绍了在工作站上运行有限区域海面风场数值预报业务化系统的情况。该系统以MM5V3作为主要框架,选定了积云对流和边界层参数化方案,准备了三种侧边界方案,以确保有限区域海面风场数值预报业务化的运行。半年多的准业务运行表明,系统运行稳定,海面风场预报效果较好,除能直接给有关业务单位参考外,还提供给有关海洋数值预报模式使用。     

海洋环境数值预报资料,产品的处理传输系统

本文根据海洋环境数值预报的特点，建立了资料、产品的处理系统以及远程数值传输通信系统，针对 同用户提出了几种数据传输方案，该系统建立在现有的成熟软件作基础上，具有使用方便、成本低、便于推广的特点。近几年投入海冰数值预报业务使用，取得了较好的效果。     

海洋动力环境要素 数值预报关键技术

海洋数值预报系统是国家科学与技术综合能力的体现，运动耦合与资料同化是数值预报系统的两个关键问题，目前，我国在运动耦合领域处于国际前沿。当前已经具备了建立我国鲜明特色的海洋动力环境预报系统的理论和数值模式基础。日前在北京召开的首次全国海洋科技大会明确提出：进一步提高海洋环境与灾害的预警报服务能力，提高对海洋自然现象和变化规律的认知水平。这一要求必将推动我国海洋动力环境要素的预报能力建设。     

海洋工程科学技术奖十佳单位

海洋多糖基微纳米药物控释载体制备技术及其产业化;我国Argo大洋观测系统及其资料同化与短期气候预测;多波束海底地形勘测关键技术研发与应用;台湾海峡及周边海域海洋环境立体实时监测系统;海岸带黄土与古冰川遗迹及陆架沙漠化环境;新型浪潮流耦合海洋环境数值预报系统建设与业务化应用;海洋石油平台浪花飞溅区钢结构腐蚀防护与修复技术;