中国近海及邻近海域海洋

1、中国近海及邻近海域海洋再分析产品用户手册版本：Trialr>国家海洋信息中心2009年7月版权：国家海洋信息中心，海洋环境信息保障重点实验室，天津，300171CORA数据管理小组用户手册版本：Trial更新日期：2009年7月作者：韩桂军李威张学峰李冬何忠杰王喜冬吴新荣于婷马继瑞版权所有：国家海洋信息中心，海洋环境信息保障重点实验室，天津，300171用户手册更新历史记录版本日期备注Trial 10/07/2009:建立用户手册目录1 简介 12 再分析所使用的数据类型及其来源、海洋动力模式、同化方法 22.1 数据类型及其来源 22.2 海洋动力模式 32.3 海洋数据同化方法 33

2、. 数据产品格式说明 43.1 NetCDF 格式简介 43.2 CORA 的 NetCDF 文件 43.3 CORA 数据产品 NetCDF 文件的读取软件 64 数据产品获取 75 用户信息反馈 7CORA数据管理组用户手册1简介本文档为中国近海及邻近海域海洋再分析产品用户手册，包括数据产品的制作简介以及产品格式说明等内容。发布的中国近海及邻近海域海洋再分析试验产品 （以下简称CORA），包括 海面高、三维温度、盐度和海流；时段是从 1986年1月至2008年12月共23 年；海区范围为99° E 148° E 10°卜52°N,即同时包括渤海、黄海

3、、东海和南 海及其邻近海域；时间分辨率为历年、各月，空间水平网格分辨率为0.5 ° X0,垂向为25层。国家海洋信息中心海洋环境信息保障重点实验室负责 CORA系统的研发、更 新与维护，其数据管理组创建了统一格式的再分析数据文件，并已在网上免费向广大用户公开发布。CORA数据产品以NetCDF文件格式存储。1CORA数据管理组用户手册2再分析所使用的数据类型及其来源、海洋动力模式、同化方法2.1数据类型及其来源研制本产品所使用的数据包括海洋观测资料、气象驱动场、开边界条件、温 盐历史统计分析结果和水深五部分，表 1给出了详细说明。表1 CORA数据产品数据类型要素名称来源海洋观测资料

4、温度和盐度南森米水器NMDIS ?WOD05GTSPPcon ductivity-temperature-depth(CTD)Bathythermograph (BT)Argo浮标卫星遥感海面温度（SST）海表面高度异常（SSHa）多源卫星高度计：TOPEX/POSEIDON (T/P),Jason-1, ERS-2 和 Envisat气象驱动场风场美国国家环境预报中心（NCEP）微波散射计（QuikSCAT）热诵量美国国家环境预报中心（NCEP）开边界条件海表面高度、温度、盐度、海流Simple Ocean Data Assimilation (SODA)潮汐水位值NMDIS自主研发的潮汐模

5、型 （Han et al., 2006 ）日本的海潮模型 (Matsumoto et al., 2000)温盐历史统计分析结果温度和盐度NMDIS统计结果世界海洋图集2005 （WOA05）Estimating the Circulation and Climate of the Ocean(ECCO)水深格点化水深资料中国海标准经纬度水深和基准面数据表”（林美华、李常珍、方国洪，1999）ETOPO5?NMDIS-National Marine Data and Information Service ，为国家海洋信息中心的英文简写，以下不再做特殊说明。温盐廓线观测资料均进行了统一的质量控制

6、，特别对 Argo盐度廓线进行了 漂移的订正。2.2海洋动力模式再分析海洋动力模式选用了普林斯顿广义坐标系统海洋模式POMgcs(Prin cet on Ocea n Model with gen eralized coord in ate system ( Mellor et al., 2002;Ezer and Mellor, 2004)。由于本研究再分析的海区范围较大，且使用了较高空间 分辨率，因此串行的 POMgcs模式的计算速度无法满足再分析对运行速度的要 求。网上下载的POMgcs并行版本计算结果与串行版本存在较大差异。为了提高 计算速度，课题组的研究人员采用基于消息传递接口(MP

7、I),对串行的POMgcs重新进行了并行化设计。严格的检验证实并行与串行模式计算结果的一致性。2.3海洋数据同化方法海洋数据同化考虑到海洋观测数据的时空分布不均匀性，为了有效提取海洋观测数据中的多尺度信息，并结合海洋要素的变化特征及其观测数据的时空分布 特点，自主研发了多重网格三维变分海洋数据同化方法(Li et al., 2008; Li, 2008)，用其同化温盐现场观测和卫星测温以及卫星测高数据。上述研制该产品的背景、使用的海洋观测数据及有关数据的质量控制、 海洋 数值模式、海洋数据同化方法，以及再分析结果检验的详细情况，请参阅中国近海及邻近海域海洋再分析技术报告”(2009)。3COR

8、A数据管理组用户手册3数据产品格式说明3.1 NetCDF格式简介NetCDF(Network Com mon Data Format)，即网络通用数据格式。最早是由美国国家科学委员会资助之计划-U nidata -所发展，其用意是在Uni data计划中不同 的应用项目下，提供一种可以通用的数据存取方式， 数据的形状包括单点的观测 值、时间序列、规则排列的网格、以及人造卫星或雷达之影像档案。NetCDF软件由科罗拉多州 Boulder的Unidata计划中心开发，并可在 Unidata 的网站或其他镜像网站上网上免费获取：z Ucar 网址：/ucarz

9、NetCDF文档：/packages/netcdf/index.htmlNetCDF可简单地视为一种存取接口，任何使用NetCDF存取格式的档案就可称为NetCDF档案；至于NetCDF这套软件的功能，在于提供 C、Fortran、C+、Perl、或其它语言I/O的链接库，以让程序发展者可以读写数据文件，其本身具有 说明的能力、并且可以跨越平台和机器的限制。每一个NetCD F档案可以包含多维度的、具有名称的变量，包括长短的整数、单精度与双精度的实数、字符等， 且每一个变量都有其自我介绍的数据，包括量度的单位、全名及意义等文字说明， 在此摘要

10、性的文件头之后，才是真正的数据本身。3.2 CORA 的 NetCDF 文件CORA数据产品的存储格式为统一的NetCDF格式，并采用统一的UTC(uni versal time coord in ateS 时间坐标。数据文件命名方式如下：CORA_trial_YYYYMM.nc ，其中 YYYY 为年份，MM为月份；每个nc文件包括海面高和三维温度、盐度、海流。表2给出了 CORA 数据的一个例子。表 2 CORA 数据产品 NetCDF 格式实例(CORA_trial_198601 ) netcdf G:CORA_trial_198601 dime nsions:Ion = 99 ;lat

11、 = 125 ;depth = 25 ;time = 1 ;variables:float l on (lo n);Ion: long_n ame= "Lon gitude"Ion: un its = "Degree east"float lat(lat);lat: l ong_n ame = "Latitude"lat: un its = "Degree n orth"float depth(depth);depth: long_n ame = "Depth of each level"dep

12、th: units = "Meter"float temp(depth, lat, l on);temp: long_n ame= "Temperature"temp: un its = "Celsius"temp: valid_min = -4.f ;temp: valid_max = 34.f ;temp: miss in g_value = 9999.f ;float salt(depth, lat, lon);salt: long_n ame = "Sali ni ty"salt: valid_min =

13、0.f ;salt: valid_max = 40.f ;salt: miss in g_value = 9999.f ;float u(time, depth, lat, l on);u: long_n ame= "North comp onen tof velocity"u: un its = "m/s"u: missi ng_value = 9999.f ;float v(time, depth, lat, l on);v: long_n ame = "East comp onent ofvelocity"v: un its =

14、 "m/s"v: miss in g_value = 9999.f ;float el(time, lat, l on);el: lo ng_n ame= "Sea surface height"el: un its = "m"el: miss in g_value = 9999.f ;int year ;year: long_n ame= "Year"int mon th ;mon th: long_n ame = "Mon th"/ global attributes:no tice = &

15、quot;This rea nalysis data are from NMDIS"data:5CORA数据管理组用户手册20,Ion = 99, 99.5, 100, 100.5, 101, 101.5, 102, 102.5, 103, 103.5, 104, 104.5, 105, 105 106, 106.5, 107, 107.5, 108, 108.5, 109, 109.5, 110, 110.5, 111, 111.5, 112, 112.5, 113, 113.5, 114, 114.5, 115, 115.5, 116, 116.5, 117, 117.5, 11

16、8, 118.5, 119, 119.5, 1120.5, 121,121.5,122,122.5,123, 123.5,124,124.5,125,125.5,126,126.5,127,127.5, 128,128.5,129,129.5,130, 130.5,131,131.5,132,132.5,133,133.5,134,134.5, 135,135.5,136,136.5,137, 137.5,138,138.5,139,139.5,140,140.5,141,141.5, 142,142.5,143,143.5,144, 144.5,145,145.5,146,146.5,147

17、,147.5,148 ;lat = -10, -9.5, -9, -8.5, -8, -7.5, -7, -6.5, -6, -5.5, -5, -4.5, -4, -3.5-3, -2.5, -2, -1.5, -1, -0.5, 0, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5,5.5, 6, 6.5, 7, 7.5, 8, 8.5, 9, 9.5, 10, 10.5,11.5, 12, 12.5, 13,13.5, 14, 14.5, 15, 15.5, 16, 16.5, 17, 17.5, 18, 18.5, 19, 19.5,20.5, 21,21

18、.5, 22, 22.5, 23, 23.5, 24, 24.5, 25, 25.5, 26, 26.5, 27, 27.5, 28, 28.5, 29,29.5, 30, 30.5, 31,31.5, 32, 32.5, 33, 33.5, 34, 34.5, 35, 35.5, 36, 36.5, 37, 37.5, 38,38.5, 39, 39.5, 40, 40.5, 41,41.5, 42, 42.5, 43, 43.5, 44, 44.5, 45, 45.5, 46, 46.5, 47,47.5, 48, 48.5, 49, 49.5, 50, 50.5, 51, 51.5, 52 ;depth = 2.5, 10, 30, 50, 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 2000, 3000, 4000, 5000 ;temp = salt = el = year = 1986; mon th = 1;3.3 CORA数据产品NetCDF文件的读取软件CORA的NetCDF数据文件格式统一、编写规范，可由众多数据处理和绘图 软件进行读取，例如 Matlab，Grads，Ferret，Dods