董昌明1,2*,LIM KAM SIAN Kenny Thiam Choy 3,蒋星亮4,曹玉晗5,嵇宇翔6,王 森7,余 洋8,陆晓婕1,周书逸9,韦销蔚10,BETHEL Brandon Justin2,徐广珺11,董济海1,2,孙文金1,2,王海丽12,单海霞1,2,
王 锦1,2,王东霞13,滕芳园1,曹 茜1,谢文鸿1,游志伟1,王子韵1,林连杰1
(1. 南京信息工程大学 海洋科学学院,江苏 南京 210044;2. 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海),广东 珠海 519000;3. 无锡学院,江苏 无锡 214105;4. 复旦大学 大气与海洋科学系,上海 200438;5. 江苏海洋大学 海洋技术与测绘学院,江苏 连云港 222005;6. 江苏省连云港市气象局,江苏 连云港 222006;7. 江苏海洋大学 海洋资源开发研究院,江苏 连云港 222005;8. 福建省气象台,福建 福州 350007;9. 清华大学 地球系统科学系,北京 100084;10. 广西壮族自治区气象局,广西 南宁 530022;11. 广东海洋大学 电子与信息工程学院,广东 湛江 524088;
12. 中国科学院 南海海洋研究所,广东 广州 510301;
13. 中国船舶集团 海装风电股份有限公司,重庆 401123)
论文简介:
海洋预报是进行海上活动的重要安全保障,与海上作业和沿海城市居民的生产生活息息相关。作为现代海洋气象业务的主要技术支撑,海洋预报系统技术在被海洋观测、数据同化、数值模拟和高性能计算机等关键技术的进步推动发展。但由于海洋环境研究中难于观测,实测数据相对匮乏,数值模拟成为海洋预报中科学研究和业务应用的主要手段。但单一功能的数值模拟无法对完整的海洋环境预报,因为在物理框架下,海洋的动力过程变化除了涵盖海浪和海洋环流等过程,还受到海气相互作用和气候变化等过程的影响。因此,为了实现更精确的海洋预报,需要依赖涵盖大气、海浪和海流多物理过程的数值模式耦合的预报系统。
综上所述,区域海气耦合模拟系统的研发和建立,不仅能丰富对区域大气过程、区域海洋过程及局地海气相互作用过程的理解,而且在业务运行、预警预报领域具有良好的应用前景。
本文是我刊特约文章,作者为该领域的前沿学者。文中基于海气模式30年的研究积淀,立足我国边缘海域海气多要素预报的实际需求,采用多模式高分辨率离线耦合的方式,同时结合了人工智能技术以及作者团队研发的从海面到海底的一系列参数化方案,构建了一种针对中国边缘海的风-浪-流多参数耦合预报系统,旨在为我国边缘海关键海区开展精准、及时、全面的海气要素预报和极端天气预警提供科学参考。
文章作者学贯中西,学术观点新颖,语言行云流水,论述深入浅出,值得读者阅读。
作者简介:
董昌明,男,博导,1967年3月出生,1989年9月毕业于中国科技大学流体力学专业,分别于1997年和2002在中国科学院海洋海洋研究所和美国哥伦比亚大学获得博士学位。现任南京信息工程大学海洋科学学院副院长、海洋数值模式与观测实验室主任、国际地球流体研究中心主任、人工智能海洋联合研究院院长。兼任亚洲及大洋洲地球科学协会(AOGS)海洋科学分部副主席(曾任主席)、SCI期刊Deep-Sea Research I、Ocean Modeling、Water、《大气科学学报》等杂志编委。长期从事物理海洋学、人工智能海洋学、区域海洋数值模拟、实验地球流体力学方面的研究。迄今,在Nature Communications、Scientific Data、GRL、JPO、JGR-Ocean 等期刊发表论文160余篇,出版著作6部。先后获得国家海洋技术奖二等奖1项、国际海洋优秀图书奖1项、省部级科技创新奖一等奖1项(均为第一完成人)。
论文摘要:
海洋预报是进行海上活动的安全保障,海洋预报系统技术已经成为现代海洋气象业务的技术支撑。海洋观测、数据同化、数值模拟和高性能计算机等技术的进步极大地推动着海洋业务化预报的发展。采用大气数值模式(WRF)、海洋数值模式(CROCO)和海浪数值模式(SWAN)的多模式高分辨率离线耦合方式,添加南京信息工程大学“海洋数值模拟与观测实验室”团队自主研发的一系列海洋模式参数化方案,包括浪致混合参数化方案、亚
中尺度参数化方案、海山诱导混合参数化方案以及涡旋诱导的沿等密度面和跨等密度面混合参数化方案,并通过同化技术和最新的人工智能技术与观测资料相结合,构建一种面向中国边缘海的风浪流多参数耦合预报系统,用于海上风电功率的预报和其他海洋灾害预警。实际观测资料的验证表明,该预报系统能较准确地模拟海上风场、海流、海温、波浪、潮汐等海洋气象要素。同时实现了按需实时可视化全景展示。
关键词:海洋预报系统;海面风场;海面温度;波浪;海流;中国边缘海
引用格式: 董昌明, LIM KAM SIAN Kenny Thiam Choy, 蒋星亮, 等. 一个中国边缘海的风-浪-流预报系统[J]. 海洋科学进展, 2022, 40(4): 660-683. DONG C M, LIM KAM SIAN K T C, JIANG X L, et al. A wind-wave-current forecast system for China's Marginal Seas[J]. Advances in Marine Science, 2022, 40(4):660-683.