中國(guó)科學(xué)院海洋環(huán)流與波動(dòng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室尹寶樹(shù)課題組基于ROMS模式四維變分同化方法，建成東中國(guó)海海洋動(dòng)力環(huán)境四維變分同化預(yù)報(bào)系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)化運(yùn)行。

在海洋所海洋大數(shù)據(jù)中心支持下，研究實(shí)現(xiàn)了預(yù)報(bào)結(jié)果交互式展示和預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)的下載（https://4dvars.apps.iocasdata.com/）。該系統(tǒng)采用新的含潮同化方法，實(shí)時(shí)同化近海現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)及遙感觀測(cè)資料，改善了海洋中尺度過(guò)程的短臨預(yù)報(bào)能力。同化的數(shù)據(jù)包括中科院近海觀測(cè)研究網(wǎng)絡(luò)（OMORN）黃海-東海海洋觀測(cè)站的浮標(biāo)觀測(cè)數(shù)據(jù)、衛(wèi)星觀測(cè)的海表面溫度、海表面高度、Argo浮標(biāo)等多種海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)。

該系統(tǒng)的建立是基于研究團(tuán)隊(duì)發(fā)表在Ocean Modelling上的成果。該研究中，科研團(tuán)隊(duì)采用新的含潮同化方法，評(píng)估同化不同觀測(cè)資料對(duì)模擬技巧的影響，闡述了同化對(duì)動(dòng)力過(guò)程的影響及機(jī)制。除業(yè)務(wù)化預(yù)報(bào)系統(tǒng)同化的數(shù)據(jù)外，研究還同化了OSCAR海流分析場(chǎng)和漂流浮標(biāo)的歷史數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了系統(tǒng)同化海流觀測(cè)數(shù)據(jù)的能力。

以往研究中，海洋模式在同化中往往不包含潮汐或在同化中濾掉潮汐，而這樣的方法在潮汐強(qiáng)迫較強(qiáng)的近岸區(qū)域有其局限性。本研究的創(chuàng)新點(diǎn)之一即是實(shí)現(xiàn)了東海陸架上含潮同化。由于潮汐和中尺度過(guò)程在時(shí)間尺度和振幅上的差異，二者不能同時(shí)同化。研究濾掉觀測(cè)中的潮汐，將其用模式模擬的潮汐替代，從而只訂正中尺度信號(hào)，保持潮汐信號(hào)不變。研究顯示，在暖季東海陸架上，在同化中包含潮汐可以減小海表面溫度和溫躍層以下的溫度預(yù)報(bào)偏差。

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)：潮汐強(qiáng)迫的缺失，導(dǎo)致海洋混合層層結(jié)加強(qiáng)、海底混合減弱，使得熱量積聚于海洋上層，造成溫度預(yù)報(bào)的偏差。基于伴隨模式，研究定量評(píng)估同化對(duì)黑潮流量及黑潮入侵的影響，發(fā)現(xiàn)觀測(cè)影響在黑潮流量的計(jì)算斷面附近最大，沿著黑潮路徑有大值分布區(qū)。借助于伴隨模式，研究闡釋了觀測(cè)影響的物理機(jī)制，探明了觀測(cè)影響受模式預(yù)報(bào)技巧、波動(dòng)傳播路徑、背景誤差協(xié)方差和觀測(cè)誤差協(xié)方差的設(shè)置等多種因素影響。該成果深化了科學(xué)家對(duì)同化如何影響模式動(dòng)力過(guò)程的理解。

研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)等的支持。