21世纪初海洋预报系统发展现状和趋势

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1、万方数据第30卷第4期2013年08月海洋预报MARINEFORECASTSV01．30．No．4Aug．2013DOI：10．11737／j．issn．1003—0239．2013．04．01321世纪初海洋预报系统发展现状和趋势方长芳，张翔，尹建平(海军海洋水文气象中心，北京100073)摘要：海洋预报是一切海上活动的基础，人类社会需求驱动着海洋预报的发展。海洋观测、数据同化、数值模拟和高性能计算机等技术的进步推动着全球海洋业务预报的发展。国际先进的海洋数值模式有NLOM、NCOM、HYCOM、NEMO、MOM、POM和ROMS等。

2、在GODAE和GODAEOceanView项目期间，通过国际合作和交流，全球海洋业务预报系统得到快速发展。21世纪初，全球海洋预报系统水平分辨率最高达到1／32。，预报时效一般为一周，部分海洋预报系统能够预报诊断海洋涡旋和海洋锋等。未来海洋预报系统的分辨率和预报精度将继续提高，预报要素扩展到海洋生态和生物地球化学等学科。海洋数据同化技术、海洋物理过程参数化方案和模式耦合技术是推动海洋预报发展的重要研究方向。关键词：海洋预报；海洋模式；数值预报；GODAE；数据同化中图分类号：P731文献标志码：A文章编号：1003．0239(2013)

3、04．0093．091引言21世纪是海洋世纪，海洋占地球表面的70％。据估计，海洋油气储备占全球总资源的34％，目前探明率为30％，尚处于勘探早期阶段。丰富的油气和矿产资源、重要的海上贸易运输通道使得各国竞相争夺海洋领土和海洋权益。海洋、海权和海军是各国发展的重要方向和保障。海洋预报是一切海上活动的基础。全球和区域海洋数据同化预报系统自20世纪90年代开始迅速发展，主要原因有以下4个。(1)海洋数值模拟技术和高性能计算机的发展；(2)全球海洋观测系统的形成和发展，使得获取的高质量海洋观测数据增多，比如ARGO、卫星高度计等数据；(3)海

4、洋数据同化方案技术的发展；(4)社会和军事活动对海洋环境信息的迫切需求驱动着海洋分析预报技术的不断发展。人类社会对海洋分析预报的需求包括：海洋业务化预报、台风预报、季节和气候预测、全球变化研究、海上航运、渔业、目标漂浮物的跟踪预报、海上搜救、溢油预报、海上执法和管理、海上石油和天然气作业、海洋旅游等。海军是一个国际化军种，各个国家要求其海军能在世界公海范围内自由活动，海军对海洋分析预报的需求有：水面舰艇的航行安全、作战训练、武器装备性能的发挥、维护国家海上权益、海外救援等。1998年，国际海洋界、遥感界和气象界联合发起了持续10年全球海

5、洋资料同化实验GODAE(1998--2008)[tl，通过国际合作和经验技术交流等途径，极大地促进了全球海洋准实时多源观测数据集成融合技术、海洋数据同化技术和海洋预报系统的发展。GODAEOceanView计划(2008．)是继GO—DAE之后的国际长期合作项目，将继续支持海洋分析预报系统的研发和海洋人才的培养。GODAEOceanView每年召开一次年会，介绍主要海洋大国海洋预报系统的最新现状和发展计划。表1展示了21世纪初先进的全球或区域海洋预报系统，海洋预报系统信息来源主要是Dombrowsky口1和GODAEOceanView

6、2011年l1月的年会报告p】。少部分海洋收稿日期：2012—06—18基金项目：国家自然科学基金项目(40706004)作者简介：方长芳(1983一)，女，工程师，从事气象和海洋预报和研究工作。E-mail：fangchangfang@126．corn万方数据海洋预报30卷预报系统包含的生态、生物地球化学模块，表1没有介绍。本论文的第二部分总结21世纪初国际海洋预报系统的总体特点，第三部分详细介绍各种海洋数值模式和海洋预报系统，第四部分是海洋预报系统发展展望。22l世纪初国际先进海洋预报系统的总体特点2．1海洋模式和海洋预报系统百花齐

7、放海洋模式是海洋数值预报系统的动力框架和核心组成部分。海洋模式自1969年诞生起就不断完善发展，至今已经有40多个海洋模式H1，包括针对不同海域(大洋、近海、近岸、港湾)和不同海洋学科(物理海洋、海洋生态、海洋化学)的海洋模式。不同海洋模式的适用海域不同，模式特点各不相同。常用业务化海洋模式有HYCOM、NEMO、MOM、ROMS和POM等(见表1)，将在第3部分详细介绍。全球海洋环流模式以HYCOM、NEMO和MOM为主要方向，区域海洋模式以ROMS为主，POM适合应用在陆架或沿海，还有应用于海峡、海湾和河口的ECOM、FVCOM和S

8、LOSH模式等。无结构三角形网格可以在海峡、海湾和河口等面积狭小的重点海域进行网格加密，提高模式水平分辨率。在人类社会活动需求的驱动下，根据所关注的预报海域和预报要素，世界各国使用各种海洋模式通过区域嵌套技