Editor's Choice | 利用先进海洋数据同化技术提高海洋热浪预测准确性

学术   科学   2024-05-17 14:12   北京  

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“Blob”是指2013年到2016年间在东北太平洋海洋出现的显著海洋热浪事件,对气候和海洋生态系统产生了深远影响。由于海洋-大气相互作用的复杂性以及对初始条件准确性的高需求,预测此类事件具有一定挑战性。


南京信息工程大学的罗京佳教授团队通过采用先进的海洋数据同化方案,在预测海洋热浪方面取得了最新进展。他们使用确定性集合卡尔曼滤波(DEnKF),显著提高了对海洋次表层温度异常的预测能力,对于理解和预测Blob的发展至关重要。这项研究最近发表在Atmospheric and Oceanic Science Letters上。 


该研究利用了南京信息工程大学全球气候预报系统NUIST-CFS 1.0中的两种同化方案。尽管SST-nudging方案仅关注海表面温度,但EnKF同化了更广泛的海洋观测数据,涵盖了从表层到深海的范围。这种全面的方法已被证明可以提高次表层温度预测的准确性,尤其是在关键的100-300米深度层。研究人员发现,EnKF方案在预测下层海洋水平和垂直热传输方面优于SST-nudging方案,主要是因为同化了次表层观测数据,这对于预测上层海洋条件至关重要。


“通过同化更多的海洋数据,特别是次表层温度,我们可以更好地预测Blob等海洋热浪的进展和影响” 通讯作者罗京佳说, “我们的发现强调了将详细的海洋观测数据纳入气候模型的重要性”。


该团队计划进一步完善他们的模式,并继续研究海洋热浪背后的机制。他们的工作不仅提高了预测这些极端事件的能力,还有助于更深入地理解海温增暖复杂的动态物理过程。这为未来预测模型的改进提供了有力支持。这项工作对于加强极端气候事件监测和预警具有重要意义,有望为相关决策提供科学依据。



图:Blob”区域(40°–50°N, 150°–130°W)海洋表层(0100m)和次表层(100300m)热量收支平衡示意图 (图作者:汤恬恬)



Citation: 

Tiantian Tang, Jiaying He, Huihang Sun, Jingjia Luo, 2024. Impact of ocean data assimilation on the seasonal forecast of the 2014/15 marine heatwave in the Northeast Pacific Ocean. Atmospheric and Oceanic Science Letters, 100498, https://doi.org/10.1016/j.aosl.2024.100498.

作者简介




通讯作者罗京佳
南京信息工程大学气候与应用前沿研究院(ICAR)院长。研究方向:热带海气相互作用、气候变化机制、人工智能。

第一作者:汤恬恬
南京信息工程大学气候与应用前沿研究院(ICAR)硕士研究生。研究方向:海洋资料同化和气候预测。

文章链接:

https://doi.org/10.1016/j.aosl.2024.100498


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期刊简介

     《大气和海洋科学快报(英)》(Atmospheric and Oceanic Science Letters,简称AOSL)创刊于2008年年底,是由中国科学院主管, 中国科学院大气物理研究所、中国气象学会主办的英文学术期刊。 

      AOSL实行严格的同行评议,发表大气科学和物理海洋学领域创新性“通讯” (letters),发表Original Articles、Reviews (特邀)、Progress and Views、Report、Data Description等类型文章。期刊一直以高水平研究成果的快速发表为办刊宗旨,具有国际化的编委会以及编辑、审稿、作者队伍,致力于不断提升期刊的论文质量,提高期刊的学术影响力。

    期刊自2016年起转为开放获取(Open Access, OA)出版模式。从2014年连续被评为“中国国际影响力优秀期刊”,目前已被ESCI (Impact Factor: 2.3)、Scopus (CiteScore: 3.5)、GEOBASE、DOAJ、JSTChi、CSCD (核心集)、中科院期刊分区表、中国科协地学领域高质量科技期刊分级目录 (T2级) 等收录。


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作者:汤恬恬
排版:邢慧颖(实习编辑)
修改、审核:金鑫、刘晓春

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