Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đánh giá hệ thống phân tích và dự báo đại dương toàn cầu tại vùng Ấn Độ Dương nhiệt đới
Tóm tắt
Trong nghiên cứu này, hệ thống phân tích và dự báo đại dương toàn cầu được đánh giá so với các quan sát ở Ấn Độ Dương trong giai đoạn 2017–2018. So sánh giữa phân tích nhiệt độ và độ mặn với bảy quan sát từ phao cố định cho thấy sự đồng nhất tuyệt vời, mặc dù có sự đánh giá thấp một cách hệ thống về sự biến đổi ở bề mặt đại dương. So sánh tương tự giữa phân tích đại dương với trung bình tập dữ liệu ARGO qua các vùng đại dương khác nhau cũng cho thấy sự đánh giá thấp về nhiệt độ và độ mặn lên đến độ sâu 300 m. Hơn nữa, sai số bình phương trung bình (RMSE) về nhiệt độ dần tăng lên từ bề mặt đến độ sâu nhiệt đới ở tất cả các vùng. Dự báo nhiệt độ bề mặt biển (SST) là khá tốt ở tất cả các vị trí phao với RMSE nhỏ hơn 0,5°C và hệ số tương quan lớn hơn 0,7 cho đến dự báo ngày thứ 7 trong giai đoạn 2017–2018. Tương tự, dự báo độ mặn bề mặt biển (SSS) cũng tốt ngoại trừ khu vực phía bắc Vịnh Bengal (BoB) nơi sự biến đổi cao dẫn đến hệ số tương quan kém và RMSE lớn trong khu vực nông và có nước ngọt này. Nghiên cứu này giúp hiểu cách các quan sát phù hợp với mô hình thông qua việc đồng hóa dữ liệu và cũng định lượng sai số dự báo của mô hình. Hơn nữa, nghiên cứu cũng rất quan trọng cho các hoạt động phát triển/nghiên cứu liên quan đến mô hình và đồng hóa dữ liệu trong vùng Ấn Độ Dương nhiệt đới (TIO).
Từ khóa
#đại dương toàn cầu #hệ thống phân tích dự báo #nhiệt độ bề mặt biển #độ mặn bề mặt biển #đồng hóa dữ liệu #sai số dự báoTài liệu tham khảo
Balmaseda M A and Anderson D 2009 Impact of initialization strategies and observations on seasonal forecast skill; Geophys. Res. Lett. 36(1) L01701, https://doi.org/10.1029/2008GL035561.
Balmaseda M A, Mogensen K and Weaver A T 2013 Evaluation of the ECMWF ocean reanalysis system ORAS4; Q. J. Roy. Meteor. Soc. 139 1132–1161.
Bjerknes J 1969 Atmospheric teleconnections from the equatorial Pacific; Mon. Wea. Rev. 97 163–172.
Blockley E W, Martin M J, McLaren A J, Ryan A G, Waters J, Lea D J, Mirouze I, Peterson K A, Seller A and Storkey D 2014 Recent development of the Met Office operational ocean forecasting system: An overview and assessment of the new Global FOAM forecasts; Geosci. Model. Dev. 7 2613–2638.
Bloom S C, Takacs L L, Da Silva A M and Ledvina D 1996 Data assimilation using incremental analysis updates; Mon. Wea. Rev. 124 1256–1271.
Bonjean F and Lagerloef G S E 2002 Diagnostic model and analysis of the surface currents in the tropical Pacific Ocean; J. Phys. Oceanogr. 32(10) 2938–2954.
Brushett B A, King B A and Lemckert C J 2011 Evaluation of met-ocean forecast data effectiveness for tracking drifters deployed during operational oil spill response in Australian waters; J. Coast. Res. SI64 991–994.
Chowdary J S, Parekh A, Srinivas G, Gnanaseelan C, Fousiya T S, Khandekar R and Roxy M K 2016 Processes associated with the Tropical Indian Ocean subsurface temperature bias in a coupled model; J. Phys. Oceanogr. 46 2863–2875, https://doi.org/10.1175/JPO-D-15-0245.1.
Cummings J, Bertino L, Brasseur P, Fukumori I, Kamachi M, Martin M J, Mogensen K, Oke P, Testut C E, Verron J and Weaver A 2009 Ocean data assimilation systems for GODAE; Oceanography 22(3) 96–109.
Davidson F J M, Allen A, Brassington G B, Breivik Ø, Daniel P, Kamachi M, Sato S, King B, Lefevre F, Sutton M and Kaneko H 2009 Applications of GODAE ocean current forecasts to search and rescue and ship routing; Oceanography 22 176–181.
Francis P A, Vinayachandran P N and Shenoi S S C 2013 The Indian Ocean Forecast System; Curr. Sci. 104(10) 1354–1368.
Gordon A L, Susanto R D and Vranes K V 2003 Cool Indonesian throughflow as a consequence of restricted surface layer flow; Nature 425 824–828.
Howden S D and Murtugudde R 2001 Effects of river inputs into the Bay of Bengal; J. Geophys. Res. 106(C9) 19,825–19,844.
Hyder P, Storkey D, Blockley E, Guiavarc’h C, Siddorn J, Martin M J and Lea D 2012 Assessing equatorial surface currents in the FOAM Global and Indian Ocean models against observations from the global tropical moored buoy array; J. Oper. Oceanogr. 5(2) 25–39.
Jena B K, Arunraj K S, Suseentharan V, Kukadiya T and Karthikeyan T 2019 Indian coastal ocean radar network; Curr. Sci. 116(3) 372–378.
Karmakar A, Parekh A, Chowdary J S and Gnanaseelan C 2017 Inter-comparison of Tropical Indian Ocean features in different ocean reanalysis products; Clim. Dyn. 51 119–141, https://doi.org/10.1007/s00382-017-3910-8.
Madec G and the NEMO team 2008 NEMO ocean engine; Note du Pole de modelisation Institut Pierre-Simon Laplace, France 27 1288–1619.
Martin M J, Balmaseda M A, Yosuke F and Oke P R 2015 Status and future of data assimilation in operational oceanography; J. Oper. Oceanogr. 8(S1) 28–48.
McPhaden M J, Meyers G, Ando K, Masumoto Y, Murty V S N, Ravichandran M, Syamsudin F, Vialard J, Yu L and Yu W 2009 RAMA: The research moored array for African–Asian–Australian monsoon analysis and prediction; Bull. Am. Meteorol. Soc. 90 459–480, https://doi.org/10.1175/2008BAMS2608.1.
Mogensen K S, Balmaseda M A and Weaver A 2012 The NEMOVAR ocean data assimilation system as implemented in the ECMWF ocean analysis for System 4; ECMWF Tech Memo 668.
Momin I M, Mitra A K, Prakash S, Mahapatra D K, Gera A and Rajagopal E N 2015 Variability of sea surface salinity in the tropical Indian Ocean as inferred from Aquarius and in-situ data sets; Int. J. Remote Sens. 36(7) 1907–1920.
Momin I M, Mitra A K and Bhatla R 2021 Assessment of NEMO simulated surface current with HF radar along Andhra Pradesh coast; J. Earth Syst. Sci. 130(69) 1–11, https://doi.org/10.1007/s12040-021-01553-x.
Momin I M, Mitra A K, Waters J, Lea D, Martin M J and Bhatla R 2022 Use and impact of satellite-derived SST data in a Global Ocean Assimilation System over the Tropical Indian Ocean; J. Indian Soc. Remote Sens., https://doi.org/10.1007/s12524-022-01586-9.
Rahaman H, Venugopal T, Penny S G, Behringer D, Ravichandran M, Raju J V S, Srinivasu U and Sengupta D 2019 Improved Ocean analysis for the Indian Ocean; J. Oper. Oceanogr. 12(1) 16–33, https://doi.org/10.1080/1755876X.2018.1547261.
Rakhi R, Jayakumar A, Sreevathsa M N R and Rajgopal E N 2016 Implementation and up-gradation of NCUM in Bhaskara HPC; NMRF/TR/03/2016, https://www.ncmrwf.gov.in/NMRF_TR3_2016.pdf.
Saji N H, Goswami B N, Vinayachandran P N and Yamagata T 1999 A dipole mode in the tropical Indian Ocean; Nature 401 360–363.
Sengupta D, Bharath Raj G N and Shenoi S S C 2006 Surface freshwater from Bay of Bengal runoff and Indonesian Throughflow in the tropical Indian Ocean; Geophys. Res. Lett. 33 L22609.
Shenoi S S C, Saji P K and Almeida A M 1999 Near surface circulation and kinetic energy in the tropical Indian Ocean derived from Lagrangian drifters; J. Mar. Res. 57 885–907.
Sikhakolli R, Sharma R, Basu S, Gohil B S, Sarkar A and Prasad K V S R 2013 Evaluation of OSCAR ocean surface current product in the tropical Indian Ocean using in-situ data; J. Earth Syst. Sci. 122(1) 187–199.
Srivastava A, Gera A, Momin I M, Mitra A K and Gupta A 2020 The impact of northern Indian Ocean rivers on the Bay of Bengal using NEMO global ocean model; Acta Oceanol. Sin. 39 45–55.
Storkey D, Blockley E W, Furner R, Guiavarc’h C, Lea D, Martin M J, Barciela R M, Hines A, Hyder P and Siddorn J R 2010 Forecasting the ocean state using NEMO: The new FOAM system; J. Oper. Oceanogr. 3 3–15.
Venkatesan R, Shamji V R, Latha G and Mathew S 2013 In-situ ocean subsurface time series measurement from OMNI bouy network in the Bay of Bengal; Curr. Sci. 104 1166–1177.
Vinayachandran P N, Murty V S N and Ramesh Babu V 2002 Observations of barrier layer formation in the Bay of Bengal during summer monsoon; J. Geophys. Res. 107(C12) 8018.
Waters J, Lea D J, Martin M J, Mirouze I, Weaver A and While J 2014 Implementing a variational data assimilation system in an operational 1/4 degree global ocean model; Q. J. Roy. Meteor. Soc. 141 333–349.
Waters J, Bell M J, Martin M J and Lea D J 2016 Reducing ocean model imbalances in the equatorial region caused by data assimilation; Q. J. Roy. Meteor. Soc. 143(702) 195–208.
Waters J, Lea D, Martin M J, Storkey D and While J 2013 Describing the development of the new FOAM-NEMOVAR system in the global 1/4 degree configuration. Forecast. Res. Tech. Rep. No: 578, Met Office, UK, https://digital.nmla.metoffice.gov.uk/download/file/IO_f182e2c7-8104-4eb9-ad66-e323074641e7.
Weaver A, Deltel C, Machu E, Ricci S and Daget N 2005 A multivariate balance operator for variational ocean data assimilation; Q. J. Roy. Meteor. Soc. 131 3605–3625.
Wyrtki 1973 An Equatorial Jet in the Indian Ocean; Science 181 262–264.