“两洋一海”预报系统持续提供准业务化服务,并进一步优化,在传统同化数据外(卫星观测,Argo浮标),逐步加入其它自主观测数据资料。尤其是开始探索新无人组网观测设备(滑翔机,Cargo等)实时回传资料的同化,并初步将一些资料加入同化系统。无人组网设备数据依托卫星链路实时回传到实验室超算平台,进行数据同化后,再将预测结果传回海上作业平台。无人组网设备裡数据自2019年7月30日开始通过卫星链路实时回传,自2019年8月20日起开始部分同化进延伸期预测系统。实时观测设备与回收设备数据最大差异在于,因为卫星数据传量有限,所以无法将所有观测数据传回,在垂向进行了压缩,目前按35米一层抽出了上1000米层的数据回传。相较完整观测数据,分布增广有优势,但单点可用数据量和数据可靠性下降。实时无人观测数据在进一步质控并切换成同化观测数据时,要进行垂向插值。如下图所示为2019年9月2日实时数据到同化观测数据间的插值过程。当前海燕滑翔机观测数据在上层分层不足,造成了混合层深度不准,跃层解析度不够的问题。尤其是在盐度处理过程中,数据在上层经常出现明显偏低的情况。而由于上层分层不足,不能准确掌握这些低盐度是降雨导致的海表障碍层的正常结果还是非正常观测数据,在目前只能全部将海表低盐度数据剔除。
图:2019年9月2日实时回传数据天蓝色(温度)、紫红色(盐度)向当日同化分层插值的结果
2019年8月20日,同化系统首次使用17台设备卫星回传的实时无人组网观测数据对延伸期预测系统初始场进行了同化修正。17台设备实时结果的分布如下图所示。其中部分设备位于海南岛以东,在2019年8月底回收,其它设备位于吕宋口西南。图3为使用实时观测数据进行同化的结果样例。四图都为250米深度,由上至下分别为,同化系统修正结果,同化系统修正结果局部放大,同化系统修正结果(等值线)与再分析与模式结果差异(背景色)的对比,模式结果(背景色)与海燕观测结果(彩色点)的对比。17台设备在空间分布上较为广阔,其修正结果与HYCOM和模式差异结果基本一致。在离观测数据位置较近的模式点上修正较强,稍远则修正逐步减弱直至为0。在18ºN, 114.5ºE处同化修正结果与HYCOM和模式差异结果反向;由模式结果与海燕观测的对比可知,海燕观测的250米温度在此点要高于模式结果,而HYCOM要低于模式结果,即是HYCOM结果与实时观测结果间存在一定差异,同化系统的修正符合延伸期系统结果与实时观测间差异而不符合系统与HYCOM结果间差异,同化系统工作正常。
图:2019年8月20日实时无人组网成功回传数据分布
图:2019年8月20日,同化系统使用17台设备卫星回传实时无人组网观测数据进行同化的结果样例