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国际合作

第五届全国海洋资料同化研讨会在广西北海顺利召开

编辑 :中国Argo实时资料中心    时间 :2009-09-24 21:52:00    访问次数 :

       为了探讨海洋数据同化的研究现状和存在的问题,从而促进我国在海洋资料同化科学研究和应用领域的发展,国家海洋局、中国科学院等下属相关单位于 2009年9月22-24日在广西省北海市共同举办了第五届全国海洋资料同化研讨会。会议由国家海洋信息中心主办,中国科学院大气物理研究所、中国科学院 南海海洋研究所和国家海洋局第二海洋研究所等单位协办。

      来自中国科学院大气物理研究所、中国科学院资源环境局大气海洋处、中国科学院南海海洋研究所、中国科学院测量与地球物理研究所、中国科学院南京地理与湖泊 研究所、中国科学院地质与地球物理所、气象所、国家自然科学基金委员会地球科学部四处、国家海洋环境预报中心、国家海洋局南海预报中心、国家海洋局第一海 洋研究所、国家海洋局第二海洋研究所、东海水产研究所、哈尔滨工程大学、南京信息工程大学和中国海洋石油公司等16家单位的67位代表出席了此次会议。大 会主办方还邀请了美国伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)黄瑞新教授、美国国家海洋大气局地球系统研究实验室(ESRL/NOAA)谢元富教授和美国国家海洋 大气局地球物理流体动力学实验室(GFDL/NOAA)张绍晴教授等做大会特邀报告。

一、会议议题与成果

      大会安排了两天的学术报告和一天的资料同化技术培训。30位代表围绕海洋资料同化科学理论方法和技术研究、海洋资料同化系统的发展、海洋资料同化技 术在海洋数值预报和海洋再分析系统中的应用、海洋数值模式的误差和数值模拟的不确定性、海洋现场观测和遥感监测系统和观测技术,以及海洋观测资料的收集、 处理和质量控制等6个主题进行了大会交流。

      特邀报告是此次会议的一大亮点,既使与会人员对当前资料同化以及数值模式参数化问题的最新研究现状有了较前面的了解,又帮助青年学者在把握未来资料同化发 展的主流趋势方面指明了方向。如:黄瑞新教授介绍了海洋模式当中不同坐标系的选择问题,提出一种新的比较合理的中性面坐标系,这个新的坐标系更容易处理 “海洋混合参数化”这一棘手问题;谢元富教授介绍了一个新的时空多尺度分析系统(STMAS),STMAS通过不同尺度分析法能够有效地捕捉到大气(海 洋)中的长波和短波信息,也能灵活处理大尺度的地转平衡和小尺度的静力平衡等问题;张绍晴教授介绍的是一个集合耦合数据同化(ECDA)系统以及它对数值 气候预报的影响,耦合系统能够平衡并协调观测系统的评估和设计、模式参数的订正以及模式的评估和预测等,从而取得更真实的结果,这一耦合同化系统引起与会 人员的极大兴趣。

      大会宣读的研究报告当中,有接近三分之一的报告与Argo资料有关。涉及Argo资料在业务化同化系统中的应用,利用Argo资料推算海洋变量场,以及有 关Argo资料的质量控制等问题。本次会议的交流报告显示,Argo资料已经如同XBT、TAO、卫星等资料一样被人们广泛地应用于各种同化系统中,这充 分显示Argo资料的强大应用能力。如符伟伟博士报告的“基于集合最优插值的全球海洋数据同化系统:SLA实验”,介绍不同资料(包括 TOPEX/Poseidon卫星高度计、XBT、TAO和Argo等资料)在新的集合同化系统当中的应用;阎长香博士的报告介绍了HYCOM模式在亚丁 湾同化系统中的应用,其中显示Argo资料能够很好地用于同化系统中以构建三维温盐流分析场;韩桂军研究员介绍了中国近海及其邻近海域再分析资料集,结果 展示Argo资料无论是在再分析资料的制作还是后期对比检验中都发挥了重要作用;于婷助理研究员等介绍了有关Argo资料的质量控制问题;我所孙朝辉助理 研究员报告了利用Argo并结合高度计资料估算全球热含量异常场以及王辉赞博士报告了利用DIN-EOF时空插值法并结合Argo和WOD05资料重构太 平洋表层盐度场等的初步研究成果。

      会议期间举办的资料同化技术培训在历届海洋资料同化会议中尚属首次。朱江研究员和张绍晴教授利用通俗的语言和形象的比喻介绍了资料同化问题的由来和同化所 用的方法,王东晓研究员用丰富的图片展示了国际海洋调查研究及资料质量控制的最新进展等。整个培训过程互动性强,讨论气氛热烈,交流广泛,培训取得了很好 的效果。

二、体会与建议

      1、资料同化技术在理论研究和应用方面取得了快速的发展。对耦合同化系统的研究虽处于兴起阶段,但其同化结果更能反映海洋的真实状态与规 律,有望成为未来的一种理想同化方案。而模式参数化方案的设计同样受到了广泛的关注,模式参数的设置对数值模式乃至同化结果都能产生深远的影响,是未来要 着手解决的问题。随着资料同化技术研究的不断深入, 资料同化在海洋业务化中的应用成果也是层出不穷。如研发的集合耦合同化系统(ECDA)不仅可对大西洋翻转流(AMOC)和ENSO事件进行预报,还可对 北大西洋气候进行监测预报;开展的中国近海同化与后报实验,利用局地化集合最优插值同化方法并联合HYCOM模式构建的同化系统可对中国近海SST和 SLA进行7天预报;也有利用多重网格三维变分同化技术制作完成了中国近海及邻近海域海洋再分析资料集等。

      2、Argo资料已经在各种同化系统中得到广泛应用。集合耦合同化系统利用20世纪问世的XBT观测数据和21世纪流行的Argo浮标观测数据都能够较好 地反映海洋热含量变化,而且Argo在重构全球海洋温跃层结构方面更能发挥重要作用;还有作者利用Argo剖面、高度计观测为主要信息来源并通过 HYCOM同化系统获得了亚丁湾海域周平均的温、盐、流三维场等,展示了Argo资料宽广的应用前景,以及在数据同化中所扮演的重要角色。

      3、资料同化与数据的获取及资料的质量控制息息相关。人们一直提到涡旋(比如中尺度涡)是海洋研究中的一个很重要的问题,曾提出了很多不同的参数化方案来 刻画涡旋,然而观测资料时空分辨率的不足始终是制约这一问题的因素,人们没有更多可用的资料来检验和订正各种参数化方案。可见,积极参与国际海洋观测计划 并能进一步重视资料质量控制应该是一种明智的选择。在资料同化方法迅速发展的同时,模式参数化方案的进一步发展需要更多高质量的观测数据。因此Argo资 料,尤其是高质量的Argo资料在数据同化系统的发展当中是不可或缺的一种崭新的数据源。为此提出几点建议,供决策参考:

      4、特邀报告和同化技术培训应在以后的同化会议中得到保留和强化。前者够帮助青年学者很好地了解当前资料同化研究的热门方向并把握未来研究的发展趋势;而 后者可使刚入门的科技人员领会到资料同化的本质,增强人们对资料同化重要性的认识,以吸收更多的青年学者加入到资料同化技术研究和应用队伍中来。

      5、重视观测队伍建设,强化对观测资料质量控制的认识。众所周知,海洋观测资料的相对缺乏制约了物理海洋学,特别是资料同化技术等的进一步发展。模式参数 化合理性的检验,同化系统的订正等均需要大量的海洋观测资料。而Argo计划的实施对海洋学研究而言无疑是一场观测技术的革命,其每年提供的多达十万条 温、盐度剖面资料是以往任何观测计划都无法比拟的。但这一计划的长期维持需要更多的人力物力支持,需要建立一支专门的资料接收处理和质量控制队伍,才能满 足海洋和气候领域对高质量Argo资料的需求。

      6、投入专项经费开展资料质量控制工作。这些年来,我国对海洋观测的投入与上世纪相比已经不能“同日而语”,但观测资料的质量始终令人担忧。随着观测手段 和仪器设备自动化程度的提高,人们对观测资料的质量问题严重弱化,甚至达到了“麻木”的程度。王东晓研究员的报告给人们又一次敲响了警钟。然而,国家相关 部门或专项计划至今还没有用于观测资料质量控制方法研究和开展这一重要基础性工作的专项基金,与国际上相比,处于落后和严重迟后的状态,望能引起有关方面 的高度重视,并建议设立专项基金重视和开展这项工作,从而确保这些来之不易的观测资料能够发挥其应有的作用。