[发明专利]一种基于各向异性的强流区海表面温度预报方法

权利要求书

1.一种基于各向异性的强流区海表面温度预报方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，给定控制变量ω(x,y)的初始猜测值；

步骤2，设T为研究变量，从“时间”t＝0正向积分平流扩散模型到t＝S得到T^S；并运用参数化方法得到扩散系数a；

其中，所述的平流扩散模型为：

式中，t表示时间；u表示东西下的流速；v表示南北下的流速；T表示研究变量；a表示扩散系数；S表示积分时长；D表示研究区域的宽度，L表示研究区域的长度；Ω是的中心域，Γ是的边界；n是Γ的外法向量；

其中，所述的运用参数化方法得到扩散系数a包括：

采用T^S代表T|_t＝S，则目标函数J(ω)表示为：

式中，H表示从模型点插值到观测点的插值算子，R表示观测误差协方差矩阵，d是观测增量；

运用Smagorinsky扩散公式(6)参数化扩散系数a：

式中，C表示HORCON参数，C＝0.1；Δx表示x方向空间步长；Δy表示y方向空间步长；

步骤3，积分切线性伴随模型得到目标函数J(ω)的梯度g(ω)，包括：

采用code2code形式，调用tapenade编译器自动生成切线性伴随模型代码；

从“时间”t＝S到t＝0积分切线性伴随模型得到切线性伴随模型在t＝0时刻的解R⁰(ω)；

目标函数J(ω)的梯度g(ω)即为-R⁰(ω)；

步骤4，最小化算法优化控制变量ω(x,y)；

步骤5，循环步骤2至步骤4直至控制变量ω(x,y)使目标函数J(ω)达最小值，输出此时的T^S；

步骤6，根据步骤5得到的T^S建立分析场，所建立的分析场为强流区海表面温度预报提供初始场。