曹川川, 陳 戈,2, 楊 杰,2**

(1. 中國海洋大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院， 山東 青島 266100；2. 青島海洋科學(xué)與技術(shù)試點(diǎn)國家實(shí)驗(yàn)室 區(qū)域海洋動力學(xué)與數(shù)值模擬功能實(shí)驗(yàn)室/“觀瀾號”海洋科學(xué)衛(wèi)星工程部， 山東 青島 266237)

2016年中國青島海洋科學(xué)與技術(shù)試點(diǎn)國家實(shí)驗(yàn)室提出了“觀瀾號”海洋科學(xué)衛(wèi)星計(jì)劃，設(shè)計(jì)同步搭載干涉成像高度計(jì)與海洋激光雷達(dá)的雙載荷體制，將實(shí)現(xiàn)海洋水平動力過程高精高分的遙感觀測能力，解決海洋亞中尺度觀測的科學(xué)需求[1-2]。結(jié)合“觀瀾號”衛(wèi)星的應(yīng)用需求，將于2021年3月在中國南海開展機(jī)載觀測試驗(yàn)，而在干涉成像高度計(jì)觀測亞中尺度動力過程中，消除海浪對動力測高的影響是其中亟待解決的問題之一。基于該背景獲取高時間分辨率、高空間分布及高精度的長時效海浪預(yù)報(bào)信息，將有助于規(guī)劃機(jī)載飛行策略與動力高度校正的數(shù)據(jù)后處理，可為建立干涉成像高度計(jì)海況偏差校正模型提供數(shù)據(jù)參考。

海浪預(yù)報(bào)興起于第二次世界大戰(zhàn)期間，為滿足登陸行動中獲知海浪狀態(tài)的實(shí)際需要，基于Sverdrup和Munk[3]的工作開展了第一次應(yīng)用性預(yù)報(bào)。其后的研究以能量平衡方程為基礎(chǔ)，以實(shí)現(xiàn)海浪的準(zhǔn)確預(yù)報(bào)為目標(biāo)。1960年代早期出現(xiàn)第一代海浪模式，也因未考慮非線性相互作用而飽受質(zhì)疑[4]。目前國際上公認(rèn)的海浪模式有SWAN、WW3和WAM。它們引入非線性的四波-波相互作用已發(fā)展到第三代，具有穩(wěn)定性強(qiáng)、預(yù)報(bào)精度高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于全球與區(qū)域尺度的海浪業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)。同時，結(jié)合成熟的耦合與數(shù)據(jù)同化技術(shù)，海浪模式已實(shí)現(xiàn)了長時效的業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)。目前美國海洋大氣管理局(NOAA)運(yùn)行WW3模式的全球預(yù)報(bào)產(chǎn)品，時效為120 h(分辨率1 h)和180 h(分辨率3 h)；ECMWF運(yùn)行的WAM模式，全球高分辨率的分析與預(yù)報(bào)產(chǎn)品時效為240 h(1、3和6 h組合分辨率)，而低分辨率的預(yù)報(bào)產(chǎn)品長達(dá)46 d。李本霞等[5]基于WW3與SWAN建立的近海近岸高精度海浪業(yè)務(wù)化數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)可提供72 h的數(shù)值預(yù)報(bào)結(jié)果。海浪預(yù)報(bào)時效的提升可為海上生產(chǎn)建設(shè)與科學(xué)研究提供重要的參考價值。

機(jī)載試驗(yàn)區(qū)位于中國南海北部的15°N—25°N，110°E—120°E，地理分布及水深情況見圖1。南海是一個獨(dú)特的半封閉海區(qū)，受兩盛行季風(fēng)所覆蓋，其中東北季風(fēng)從11月一直持續(xù)到第二年4月[6]。秦南南等[7]統(tǒng)計(jì)了1949—2017年中國南海的熱帶氣旋數(shù)量，3月僅出現(xiàn)過一次。圖1為2020年3月WindSat觀測的風(fēng)場信息(http://www.remss.com/)，計(jì)算該區(qū)域的最大平均風(fēng)速為7.08 m/s，最小平均風(fēng)速3.78 m/s，圖中玫紅色箭頭表征平均風(fēng)向。綜上，試驗(yàn)區(qū)在3月具有相對穩(wěn)定的風(fēng)場，也為模式長時效預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性奠定了基礎(chǔ)。李本霞等[5]利用南海北部QF301浮標(biāo)檢驗(yàn)?zāi)Ｊ?2 h內(nèi)的預(yù)報(bào)結(jié)果，指出近海觀測大于2 m波高的預(yù)報(bào)相對誤差在30%左右。江麗芳等[8]基于南海北部的浮標(biāo)數(shù)據(jù)與NCEP/NCAR的再分析風(fēng)場，得出10月到4月間SWAN模擬SWH的偏差值(Bias)為-0.85 m，均方根誤差(RMSE)為1.04 m，相關(guān)系數(shù)0.67；而WW3的模擬分別為-0.52，0.85和0.82 m。馮芒等[9]采用WW3與SWAN嵌套和SWAN自嵌套的兩種方案，對臺灣海峽過境的臺風(fēng)“鲇魚”過程做了3與7 d的有效波高預(yù)報(bào)評估，兩方案預(yù)報(bào)誤差分別為14.78%和19.53%，10.38%與15.85%。此外，Qian等[10]利用2001—2010年的高度計(jì)觀測數(shù)據(jù)檢驗(yàn)了WW3模式的后報(bào)結(jié)果，Bias為-0.16 m，RMSE為0.37 m，相關(guān)系數(shù)為0.94。顯然，海浪預(yù)報(bào)的精度仍遠(yuǎn)低于后報(bào)，這也將引領(lǐng)海浪預(yù)報(bào)的精度提升。前人在該區(qū)域的研究具有一定的時代性與特殊性，結(jié)合“觀瀾”衛(wèi)星機(jī)載試驗(yàn)的應(yīng)用需求，開展當(dāng)下的模式長時效預(yù)報(bào)的精度檢驗(yàn)十分必要。

(背景底圖為ETOPO1的地形信息，紫色箭頭為2020年3月WindSat觀測的平均風(fēng)向，紅色粗線為Jason-3高度計(jì)有效觀測值的地面軌跡。The background color map represent the bottom topography of experimental area from ETOPO1, The mean wind direction of WindSat observation are marked by purple arrows during March, 2020. The ground tracks of valid observation of Jason-3 altimeter are marked by thick red lines.)

本文以高度計(jì)觀測數(shù)據(jù)為參考依據(jù)，Jason-3的測高精度已得到學(xué)術(shù)界的廣泛認(rèn)可與應(yīng)用[11-13]，對2020年3月北海預(yù)報(bào)中心業(yè)務(wù)化運(yùn)行的SWAN與WW3，以及ECMWF運(yùn)行的WAM模式的長時效預(yù)報(bào)產(chǎn)品的精度進(jìn)行檢驗(yàn)。

1 數(shù)據(jù)介紹

1.1 SWAN與WW3模式

SWAN由荷蘭Delft科技大學(xué)N. Booij等[14]提出，主要適用于淺水海浪的數(shù)值預(yù)報(bào)，也可用于開闊大洋的海浪預(yù)報(bào)[15]，但計(jì)算效率低，常被嵌套使用。該模式全面地考慮了波浪淺化、折射、底摩擦、水深引起的波浪破碎、白浪、風(fēng)能輸入、三波-波和四波-波非線性相互作用等物理過程，詳情可參考官方介紹 (http://www.swan.tudelft.nl)。

WW3模式是美國NOAA/NCEP海洋模擬團(tuán)隊(duì)基于WAM、WW1和WW2模式，開發(fā)的一個全譜空間的第三代海浪模式[16]。該模式主要用于大尺度空間波浪傳播過程，新版本也包含了淺水應(yīng)用的選項(xiàng)。模型在波浪成長和消減的變化過程中考慮了風(fēng)生浪、白浪消減、海底摩擦、波-波非線性能量轉(zhuǎn)移作用等[5]。

本研究使用的SWAN和WW3模式的預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)來自國家海洋局北海預(yù)報(bào)中心業(yè)務(wù)化運(yùn)行的中國海海浪數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)，其面向西北太平洋區(qū)域的預(yù)報(bào)產(chǎn)品，時間范圍2020年3月1—31日。驅(qū)動風(fēng)場采用Weather Research and Forecasting Model (WRF)預(yù)報(bào)產(chǎn)品，在風(fēng)場預(yù)報(bào)中加入了循環(huán)三維變分同化模塊，該同化方案可有效提升WRF風(fēng)場預(yù)報(bào)精度[17-18]。風(fēng)場預(yù)報(bào)的空間分辨率為27 km，并將其插值為0.1(°)×0.1(°)格網(wǎng)數(shù)據(jù)作為海浪模式的驅(qū)動場。水深數(shù)據(jù)來自ETOPO1(https://maps.ngdc.noaa.gov/viewers/wcs-client/)。海浪預(yù)報(bào)產(chǎn)品采用矩形網(wǎng)格，空間分辨率為0.1(°)×0.1(°)，時間分辨率為1 h，每天從世界標(biāo)準(zhǔn)時間(UTC)的12點(diǎn)開始預(yù)報(bào)，預(yù)報(bào)時效為120 h(5 d)。

1.2 ECMWF-WAM模式

Hasselmann等組成的海浪模型開發(fā)和實(shí)施小組(The Wave Model Development and Implementation Group)于1988年提出的第三代海浪模式WAM[19]。ECMWF使用并發(fā)展了WAM模式，可與大氣模式耦合或作為獨(dú)立模式運(yùn)行。模式耦合與數(shù)據(jù)同化技術(shù)介紹可參考Janssen等[20]和官方模型介紹(https://www.ecmwf.int/en/elibrary/19311-part-vii-ecmwf-wave-model)。ECMWF有兩種高分辨率的分析與預(yù)報(bào)產(chǎn)品：(1) HERS-SAW，單獨(dú)運(yùn)行的海浪模式，空間分辨率為0.1°，時效240 h。(2) HRES-WAM，通過耦合大氣模式直接的輸出產(chǎn)品，空間分辨率有0.1°和0.125°，時效240 h。兩種低分辨率的純預(yù)報(bào)產(chǎn)品一為ENS-WAM，預(yù)報(bào)時長高達(dá)46 d，前15天空間分辨率0.25°，第16～46天的空間分辨率為0.5°；二為SEAS-WAM，月平均的季節(jié)性波浪預(yù)報(bào)產(chǎn)品，空間分辨率0.5°(https://www.ecmwf.int/en/forecasts/)。

本研究使用的ECMWF-WAM預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)來源于中國與ECMWF的合作共享，其耦合預(yù)報(bào)有效波高產(chǎn)品的空間分辨率為0.25(°)×0.25(°)，預(yù)報(bào)時效長達(dá)240 h(10 d)。預(yù)報(bào)每天從世界標(biāo)準(zhǔn)時間(UTC)的12時開始，前3天時間分辨率為3 h，第4～10天時間分辨率為6 h，時間范圍2020年3月1—31日。

1.3 Jason-3衛(wèi)星高度計(jì)

Jason-3衛(wèi)星高度計(jì)于2016年1月17日發(fā)射升空，繼承了Topex/Poseidon，Jason-1與Jason-2的觀測使命，擴(kuò)展高精度的海洋高度計(jì)數(shù)據(jù)記錄，可用于氣候監(jiān)測、應(yīng)用性的海洋學(xué)與季節(jié)性的預(yù)報(bào)。作為非太陽同步衛(wèi)星，其軌道與Topex/Poseidon保持一致，高度1 336 km，軌道傾角66°，重訪周期約10 d(AVISO：https://www.aviso.altimetry.fr/)。

高度計(jì)Level-2產(chǎn)品數(shù)據(jù)下載自法國國家空間研究中心(CNES)的衛(wèi)星海洋學(xué)存檔數(shù)據(jù)中心(AVISO)(https://aviso-data-center.cnes.fr/)，在試驗(yàn)區(qū)內(nèi)包含7個軌道數(shù)據(jù)：3個升軌(軌道號：153、229、051)與4個降軌(軌道號：114、190、012、088)。該高度計(jì)包含Ku(13.6 GHz)與C(5.3 GHz)波段兩組有效波高觀測數(shù)據(jù)，官方用戶手冊指出Ku波段測高精度更高。因此，本研究使用Ku波段的觀測數(shù)據(jù)來檢驗(yàn)?zāi)Ｊ筋A(yù)報(bào)精度。數(shù)據(jù)預(yù)處理采用 “quality_flag” 來剔除無效值；同時，在處理數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)高度計(jì)觀測的SWH存在固有精度限制，因此我們舍去SWH低于2 cm的觀測值。Jason-3的地面軌跡展示為圖一紅色點(diǎn)線，時間范圍2020年3月1—31日。

2 模式預(yù)報(bào)結(jié)果與高度計(jì)觀測數(shù)據(jù)匹配

海浪研究中通常認(rèn)為30 min內(nèi)海況不變，因此數(shù)據(jù)匹配的時間窗口一般設(shè)置為30 min；而空間窗口可根據(jù)空間分辨率和匹配數(shù)據(jù)來設(shè)定，本研究采用空間分辨率的一半。海浪模式是以當(dāng)前日期向后預(yù)報(bào)5或10 d，因此，后文稱與高度計(jì)觀測時間直接匹配成功的模式數(shù)據(jù)為第1天預(yù)報(bào)，與高度計(jì)觀測時間+24 h匹配成功的為第2天預(yù)報(bào)，依此類推，+96 h匹配成功的為第5天預(yù)報(bào)。此外，在匹配結(jié)果中發(fā)現(xiàn)僅有2個點(diǎn)的觀測值大于6 m，參考文獻(xiàn)[21-22]對中國南海海浪特征的研究，除了高度計(jì)的官方質(zhì)量控制外，增加匹配結(jié)果中有效值的質(zhì)量控制：SWH≤6 m。

SWAN與WW3：匹配的空間窗口為±0.05°；時間窗口為±1 800 s。匹配采用回溯查找的方式進(jìn)行，如3月2日12時之后的第2天預(yù)報(bào)結(jié)果，通過訪問3月1日的24～48 h的預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配獲取。依次匹配高度計(jì)對應(yīng)連續(xù)5 d的模式預(yù)報(bào)結(jié)果，兩種模式分別匹配出1 845和1 833組數(shù)據(jù)。

ECMWF-WAM：匹配的空間窗口為±0.125°；時間窗口為±1 800 s。由于WAM從第4天開始降低，時間分辨率為6 h，且檢驗(yàn)過程發(fā)現(xiàn)預(yù)報(bào)第3天(72 h)后的效果已顯著降低，因此只匹配檢驗(yàn)WAM在0～72 h的預(yù)報(bào)精度。由于WAM時間分辨率比前兩種模式低，僅匹配出872組數(shù)據(jù)。

3 誤差分析與討論

在數(shù)據(jù)檢驗(yàn)中，最常用的精度評估參數(shù)有：偏差(Bias)、均方根誤差(RMSE)和相關(guān)系數(shù)(Cor)以及相對誤差(RE)。它們之間評估的側(cè)重點(diǎn)不同，相關(guān)系數(shù)是反映兩組數(shù)據(jù)之間變化趨勢的密切程度，但不能反應(yīng)數(shù)據(jù)間的離散程度，即當(dāng)預(yù)報(bào)值的數(shù)據(jù)序列成比例放大或縮小時，他們與觀測值的相關(guān)系數(shù)都是一樣的，因此需結(jié)合其他參數(shù)來評定預(yù)報(bào)的精度。另外3種參數(shù)都是用來衡量數(shù)據(jù)離散程度，偏差是最基本的變量，相對誤差是對偏差值的歸一化，RMSE可避免統(tǒng)計(jì)累加過程中正負(fù)偏差值抵消的現(xiàn)象，比偏差更敏感。后文的誤差分析就是結(jié)合變化規(guī)律和離散程度對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。計(jì)算方法如下：

(1)

(2)

(3)

(4)

式中：x為模式預(yù)報(bào)值;y為高度計(jì)觀測值;n為數(shù)據(jù)量。

南海試驗(yàn)區(qū)SWAN、WW3，以及WAM模式的SWH長時效預(yù)報(bào)檢驗(yàn)分別展示在圖2、3、4中，每天預(yù)報(bào)的結(jié)果單獨(dú)展示在子圖像中。圖中橫坐標(biāo)為Jason-3觀測值，縱坐標(biāo)為模式預(yù)報(bào)值。3種模式預(yù)報(bào)SWH集中在3 m以內(nèi)，高度計(jì)觀測值集中在4 m以內(nèi)。

圖2 Jason-3觀測和SWAN 5天預(yù)報(bào)的SWH散點(diǎn)圖

圖3 Jason-3觀測和WW3 5天預(yù)報(bào)的SWH散點(diǎn)圖

圖4 Jason-3觀測和WAM 3天預(yù)報(bào)的SWH散點(diǎn)圖

SWAN與WW3模式運(yùn)行環(huán)境與匹配數(shù)據(jù)量基本一致，可一并對比分析。首先從相關(guān)系數(shù)進(jìn)行分析：通過圖2和3中的相關(guān)系數(shù)，可發(fā)現(xiàn)兩種模式的長時效預(yù)報(bào)精度非常穩(wěn)定。其連續(xù)5 d的預(yù)報(bào)結(jié)果的相關(guān)性都高于0.70，第1天的預(yù)報(bào)精度最高，整體滿足精度隨預(yù)報(bào)時長的增加而降低，WW3的預(yù)報(bào)結(jié)果的相關(guān)系數(shù)優(yōu)于SWAN。然后是偏差值方面：SWAN模式連續(xù)5 d預(yù)報(bào)的Bias都在±0.1 m以內(nèi)，前3天為負(fù)偏差，表明模式預(yù)報(bào)偏小于觀測，圖2(b)～2(e)中仍能看到SWAN預(yù)報(bào)高于2 m時，數(shù)據(jù)分布出現(xiàn)發(fā)散，反映預(yù)報(bào)精度降低；而WW3預(yù)報(bào)的Bias在前3天較小，而第4、5天增加到0.10 m以上。RMSE對數(shù)據(jù)偏離程度最為敏感，SWAN和WW3連續(xù)5 d的RMSE都在0.50 m以內(nèi)，表征連續(xù)5 d的預(yù)報(bào)結(jié)果收斂在觀測值附近。另外值得注意，隨著預(yù)報(bào)時長的增加，高度計(jì)觀測在3 m以上的SWH對應(yīng)的模式預(yù)報(bào)值逐漸偏離標(biāo)準(zhǔn)線(黑色虛線)，這也是長時效預(yù)報(bào)精度降低的主要表現(xiàn)之一。此外，模式預(yù)報(bào)的有效波高取決于風(fēng)速、風(fēng)區(qū)和風(fēng)時，以及模式中的耗散項(xiàng)，這些都會限制波浪的成長，存在高度計(jì)觀測到的大浪而模式模擬不出的情況。整體而言，兩種海浪模式具備連續(xù)五天準(zhǔn)確預(yù)報(bào)的能力，且預(yù)報(bào)精度相當(dāng)，都隨預(yù)報(bào)時長的增加而降低。

WAM模式連續(xù)三天的預(yù)報(bào)結(jié)果的展示在圖4(a)～4(c)，其連續(xù)3 d的預(yù)報(bào)精度隨預(yù)報(bào)時長的增加而顯著下降。第1天預(yù)報(bào)的有效波高(藍(lán)色點(diǎn))聚集于標(biāo)準(zhǔn)線上，而預(yù)報(bào)第2天(青色點(diǎn))與第3天(綠色點(diǎn))的分布愈發(fā)分散。從整體的評估參數(shù)來看，WAM在第一天具有最高預(yù)報(bào)精度，相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.91，偏差值接近0 m，RMSE僅為0.29 m，精度遠(yuǎn)高于SWAN與WW3。但第2天的預(yù)報(bào)精度開始低于前兩種模式，到第3天相關(guān)系數(shù)僅為0.40，偏差值為-0.44 m，RMSE達(dá)到0.81 m，模式預(yù)報(bào)失準(zhǔn)。

此外，本文也計(jì)算了預(yù)報(bào)的平均相對誤差。表1展示了3種海浪模式每天預(yù)報(bào)有效波高相對于Jason-3的平均相對誤差。可發(fā)現(xiàn)SWAN在第2天預(yù)報(bào)SWH的平均相對誤差最小，僅為-1.40%，預(yù)報(bào)至第5天增加到16.62%；WW3第2天預(yù)報(bào)的平均相對誤差最小，為2.34%，隨著預(yù)報(bào)時長的增加，誤差持續(xù)變大到22.42%。WAM第1天的平均相對誤差為1.88%，第3天變?yōu)?16.97%。三種模式的相對誤差也遵循隨預(yù)報(bào)時長的增加，預(yù)報(bào)精度下降的規(guī)律。其中能發(fā)現(xiàn)SWAN與WW3第1天預(yù)報(bào)的平均相對誤差大于第2天，但通過相關(guān)系數(shù)和RMSE都表明第1天精度最高，可歸結(jié)為偏差求和與歸一化帶來的差異。對比相對誤差，也可發(fā)現(xiàn)現(xiàn)行的海浪模式預(yù)報(bào)精度高于前人的檢驗(yàn)結(jié)果。

表1 3種模式預(yù)報(bào)SWH的平均相對誤差

南海試驗(yàn)區(qū)3月處于冬季風(fēng)時期，局地風(fēng)場相對穩(wěn)定。北海預(yù)報(bào)中心運(yùn)行的模式僅面向中國海域，區(qū)域較小，在模式運(yùn)行過程中對風(fēng)場數(shù)據(jù)進(jìn)行了同化處理，能在較高精度上維持多天預(yù)報(bào)結(jié)果的穩(wěn)定性。而ECMWF的模式業(yè)務(wù)化預(yù)報(bào)面向全球海洋，得益于其先進(jìn)的風(fēng)、浪、流耦合系統(tǒng)與數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)，能在第1天甚至是第2天有較為準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)精度。但隨著預(yù)報(bào)時長的增大，局地風(fēng)場的變化與模式運(yùn)行的不穩(wěn)定性加劇，導(dǎo)致48 h之后的預(yù)報(bào)精度驟降。此外，數(shù)據(jù)分辨率也會影響評估結(jié)果，本次用于檢驗(yàn)的WAM預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)為ECMWF的低分辨率產(chǎn)品，其高分辨率產(chǎn)品仍令人期待。

4 結(jié)論

海浪是最顯著和最常見的海洋波動現(xiàn)象，其研究目的是實(shí)現(xiàn)海浪的有效預(yù)報(bào)，而長時效、高精度的預(yù)報(bào)結(jié)果具有更大的應(yīng)用價值。本文基于“觀瀾號”衛(wèi)星的應(yīng)用需求，利用Jason-3衛(wèi)星高度計(jì)實(shí)測的有效波高，結(jié)合四種誤差評估參數(shù)，評估了SWAN、WW3和WAM模式在南海試驗(yàn)區(qū)的長時效預(yù)報(bào)精度，得到以下結(jié)論。

(1)北海預(yù)報(bào)中心業(yè)務(wù)化運(yùn)行的SWAN和WW3模式具有5 d穩(wěn)定的高精度預(yù)報(bào)能力。其相關(guān)系數(shù)分別在0.70和0.75以上，Bias小于±0.10 m和±0.20 m，RMSE都小于0.50 m，前3天內(nèi)的相對誤差都小于10%，兩種模式預(yù)報(bào)的精度相當(dāng)。

(2)ECMWF-WAM具有最高的第1天預(yù)報(bào)精度，與Jason-3的相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.91，Bias接近于0 m，RMSE小于0.30 m。但第2天的預(yù)報(bào)精度比SWAN和WW3稍差，第3天預(yù)報(bào)的結(jié)果已不具有參考價值。

(3)隨著預(yù)報(bào)時效的增加，海浪模式的預(yù)報(bào)精度降低，主要表現(xiàn)為低海況下的數(shù)據(jù)離散和高海況下的模式低估。此外，無論是海浪模式的第一天預(yù)報(bào)，還是更長時效的預(yù)報(bào)，相比觀測都存在一定的誤差，而全海域覆蓋、海浪譜信息與預(yù)報(bào)能力都是高度計(jì)所不具備的。未來長時效、高精度的海浪預(yù)報(bào)仍需要依賴高精度的風(fēng)場預(yù)報(bào)和先進(jìn)的數(shù)據(jù)同化技術(shù)。

本研究明確了北海預(yù)報(bào)中心業(yè)務(wù)化運(yùn)行海浪模式SWAN與WW3的預(yù)報(bào)精度，其120 h預(yù)報(bào)產(chǎn)品具有高時間、空間分辨率，以及高穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。該研究也揭示了目前的業(yè)務(wù)化海浪數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)可為南海機(jī)載觀測試驗(yàn)提供相對可靠的海浪數(shù)據(jù)支持，為“觀瀾號”衛(wèi)星機(jī)載試驗(yàn)的成功奠定基礎(chǔ)。同時，本研究以衛(wèi)星機(jī)載試驗(yàn)為導(dǎo)向，數(shù)據(jù)限定為3月份，后續(xù)對海浪模式的研究將增加時間尺度。

致謝：本文所用海浪模式的業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)產(chǎn)品均由國家海洋局北海預(yù)報(bào)中心提供，作者對此表示誠摯謝意。同時，感謝歐洲天氣預(yù)報(bào)中心(ECMWF)提供的WAM業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)產(chǎn)品，感謝法國空間研究中心(CNES)免費(fèi)發(fā)布的高度計(jì)數(shù)據(jù)。