Материалы 22-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Москва, ИКИ РАН, 11–15 ноября 2024 г.

(http://conf.rse.geosmis.ru)

XXII.E.62

ВЕРИФИКАЦИЯ МЕТОДА ВАРИАЦИОННОЙ АССИМИЛЯЦИИ НАБЛЮДЕНИЙ В МОДЕЛИ ГИДРОТЕРМОДИНАМИКИ ЧЕРНОГО, АЗОВСКОГО И МРАМОРНОГО МОРЕЙ ПО ДАННЫМ БУЕВ ARGO

Макарычев В.Д. (1,2), Захарова Н.Б. (2)
(1) Национальный исследовательский университет «Московский институт электронной техники», Москва, Россия
(2) Институт вычислительной математики им. Г.И. Марчука Российской академии наук, Москва, Россия
Целью исследования является верификация результатов расчетов численной модели INMOM [1] c процедурой вариационной ассимиляции спутниковых данных [2] о температуре поверхности моря (ТПМ) в акватории Черного, Азовского и Мраморного морей по данным измерений системы буев ARGO [3].
Расчет основных гидрофизических параметров исследуемых морских акваторий проводится на основе численной модели гидротермодинамики INMOM (Institute of Numerical Mathematics Ocean Model) c горизонтальным разрешением 4 км и 20 σ-уровнями по глубине. С помощью алгоритмов вариационной ассимиляции проведено усвоение данных о ТПМ со спутников Aqua и Terra (спектрорадиометр MODIS), Suomi NPP (сканирующий радиометр VIIRS) и Sentinel 3 (радиометр LSTR), предоставленных ЦКП «ИКИ - Мониторинг» [4]. Результаты расчетов численной модели валидируются по температуре и солености посредством сопоставления с данными системы буев-профилемеров ARGO, что позволяет оценить точность расчетов по модели не только на поверхности, где проходит ассимиляция данных, но и на глубине.
Результаты исследования сопоставляются с результатами оценки воспроизведения глубоководной циркуляции Черного моря в работах [5 - 7]. Анализ рассчитанных по модели полей и их сравнение с данными наблюдений ARGO позволяет выявить несоответствия и зоны, в которых ассимиляция данных существенно влияет на расчеты гидрофизических параметров по модели INMOM.
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (проект № 19-71-20035).

[1] Zalesny V.B., Diansky N.A., Fomin V.V. et al. Numerical model of the circulation of the Black Sea and the Sea of Azov // Russ. J. Numer. Anal. Math. Modelling (2010) 25, № 6, 581 – 609.
[2] Shutyaev V.P., Parmuzin E.I.: Variational Data Assimilation for the Sea Thermodynamics Model and Sensitivity of Marine Characteristics to Observation Errors // Izv. Atmos. Ocean. Phys. (2023) vol. 59, 722–730.
[3] ARGO project homepage https://argo.ucsd.edu/
[4] Е.А. Лупян, А.А. Прошин, М.А. Бурцев, И.В. Балашов, С.А. Барталев, В.Ю. Ефремов, А.В. Кашницкий, А.А. Мазуров, А.М. Матвеев, О.А. Суднева, И.Г. Сычугов, В.А. Толпин, И.А. Уваров. Центр коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных ИКИ РАН для решения задач изучения и мониторинга окружающей среды // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса (2015) 12 № 5, 263-284.
[5] Коршенко Е.А., Дианский Н.А., Фомин В.В. Воспроизведение глубоководной циркуляции Черного моря с помощью модели INMOM и сопоставление результатов с данными буев ARGO // Морской гидрофизический журнал (2018) 35 №3, 220-232.
[6] Маркова Н.В., Дымова О.А. Валидация результатов численного моделирования гидрофизических полей Черного моря под основным пикноклином с использованием данных ARGO // Процессы в геосредах (2019) № 1 (19), 45-50.
[7] Лукьянова А.Н., Багаев А.В., Пластун Т.В., Маркова Н.В., Залесный В.Б., Иванов В.А. Исследование глубоководной циркуляции Черного моря по результатам численного моделирования и натурным данным: численные эксперименты на основе модели ИВМ РАН и сравнение с данными банка данных МГИ РАН // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря (2016) №3, 9-14.

Ключевые слова: Черное море, численное моделирование, модель гидротермодинамики INMOM, вариационная ассимиляция, буи-профилемеры ARGO, верификация
Литература:
  1. [1] Zalesny V.B., Diansky N.A., Fomin V.V. et al. Numerical model of the circulation of the Black Sea and the Sea of Azov // Russ. J. Numer. Anal. Math. Modelling (2010) 25, № 6, 581 – 609.
  2. [2] Shutyaev V.P., Parmuzin E.I.: Variational Data Assimilation for the Sea Thermodynamics Model and Sensitivity of Marine Characteristics to Observation Errors // Izv. Atmos. Ocean. Phys. (2023) vol. 59, 722–730.
  3. [3] ARGO project homepage https://argo.ucsd.edu/
  4. [4] Е.А. Лупян, А.А. Прошин, М.А. Бурцев, И.В. Балашов, С.А. Барталев, В.Ю. Ефремов, А.В. Кашницкий, А.А. Мазуров, А.М. Матвеев, О.А. Суднева, И.Г. Сычугов, В.А. Толпин, И.А. Уваров. Центр коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных ИКИ РАН для решения задач изучения и мониторинга окружающей среды // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса (2015) 12 № 5, 263-284.
  5. [5] Коршенко Е.А., Дианский Н.А., Фомин В.В. Воспроизведение глубоководной циркуляции Черного моря с помощью модели INMOM и сопоставление результатов с данными буев ARGO // Морской гидрофизический журнал (2018) 35 №3, 220-232.
  6. [6] Маркова Н.В., Дымова О.А. Валидация результатов численного моделирования гидрофизических полей Черного моря под основным пикноклином с использованием данных ARGO // Процессы в геосредах (2019) № 1 (19), 45-50.
  7. [7] Лукьянова А.Н., Багаев А.В., Пластун Т.В., Маркова Н.В., Залесный В.Б., Иванов В.А. Исследование глубоководной циркуляции Черного моря по результатам численного моделирования и натурным данным: численные эксперименты на основе модели ИВМ РАН и сравнение с данными банка данных МГИ РАН // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря (2016) №3, 9-14.

Презентация доклада



Ссылка для цитирования: Макарычев В.Д., Захарова Н.Б. ВЕРИФИКАЦИЯ МЕТОДА ВАРИАЦИОННОЙ АССИМИЛЯЦИИ НАБЛЮДЕНИЙ В МОДЕЛИ ГИДРОТЕРМОДИНАМИКИ ЧЕРНОГО, АЗОВСКОГО И МРАМОРНОГО МОРЕЙ ПО ДАННЫМ БУЕВ ARGO // Материалы 22-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2024. C. 326. DOI 10.21046/22DZZconf-2024a

Дистанционные исследования Мирового океана

326