温盐流预报讲义

温盐流预报2023年2月1日目录概况温盐流基础知识全球和区域温盐流时空特征全球和区域温盐流数值预报近岸精细化三维温盐流数值预报海洋中尺度现象诊断预报1.概况1.1国际温盐流预报概况国际全球和区域业务化海洋预报系统（2016年）系统名称海洋模式模式区域水平分辨率垂直层数同化方案预报时效大气强迫美国海军GOFSv3.0HYCOM全球1/12°32层NCODA-3DVAR7days海军全球环境模式NAVGEM美国NCEPRTOFSHYCOM全球1/12°32层NCODA-3DVAR8daysNCEPGFS3-hourly,HWRF(HurricaneWRF)北大西洋1/12°，美国近岸4-6km26层2DVAR(horizontal)1DVAR(Vertical)6days法国(Mecator-Ocean)NEMO全球1/12°50层SAM2-3DVar,基于SEEK方程的降阶卡尔曼滤波对温度和盐度作误差订正14daysECMWF3hourly分析场和预报场北大西洋+地中海20°S-80°N50层7days欧洲ECMWFNEMO3.0全球1°，赤道加密42层NEMOVAR(3DVar-FGAT)51成员集合预报，18days(每天),32days(每周),7months(每月)ECMWF业务数值预报场英国FOAMv12NEMO全球1/4º75层NEMOVAR(3DVar-FGAT)7daysMetOffice3-hourly数值天气预报

北大西洋、印度洋、地中海1/12º50层澳大利亚BluelinkOFAM3MOM4准全球75ºS-75ºN1/10º51层BODASv8.37daysACCESS-G,APS1ERA-Interim日本MOVE/MRI.COMMRI.COMv3.4全球1º54层3DVAR30days(西北太平洋)JRA55-JCDAS6hourly北太平洋1/2º54层西北太平洋1/10º26层4DVAR加拿大CONCEPTSNEMO3.1全球1/4º50层海洋

SAM2海冰

3DVAR-FGAT10daysGEM(CanadianMeteorologicalCentre)hourly北极、北大西洋1/12º南大西洋1/12º5days西南大西洋1/24º4days1.概况1.1我国温盐流预报概况1960年，山东海洋学院与山东海洋水产研究所及烟台气象台开展烟台近海单站水温预报探索；1976年10月开始发布黄东海近海春季，渤海秋季和东海近海秋季的每月1日和15日的日平均海水温度预报；1977年底正式发布每月一次的东海及外缘海域月平均表层海水温度试报和预报，以及南海东北部的月平均表层水温预报；1980年12月开始发布黄海旬平均表层水温试报和预报；1983年2月起，发布了东海及其外缘海域的月平均海面水温预报图和月平均海面水温距平预报图；1986年7月，发布每旬一次的中国近海及西北太平洋海域的讯平均海温预报和旬市况分析；2009年4月，将原有的西北太平洋海温旬预报和旬实况分析系统发展为周预报和周实况分析系统；2017年9月，开始提供海温智能网格化和近岸基础预报指导产品。目录概况温盐流基础知识全球和区域温盐流时空特征全球和区域温盐流数值预报近岸精细化三维温盐流数值预报海洋中尺度现象诊断预报2.温盐流基础知识2.1海温概念：海水温度（sea-watertemperature）是表示海水热力状况的一个物理量，海洋学上一般以摄氏度（℃）表示。影响因素：太阳辐射和海洋大气热交换是影响海水温度的两个主要因素，海流对局部海区海水的温度也有明显的影响。分布：海洋表层温度呈现明显的自低纬度向高纬度递减的分布，这与太阳辐射及海流有密切关系；海洋表层水温等温线分布大致与纬度平行；日变化：开阔大洋表层昼夜水温变化通常小于0.3℃，且仅在海面至10m层以内波动，即使在浅海区，表层水温的日变化也小于2℃。年变化：温带和亚热带海区表层水温周年变化较明显，处于纬度30°~40°的大洋区最高和最低温差6~7℃。另外，在受大陆气候影响的近岸浅水区的水温周年变化也较大。2.温盐流基础知识2.2盐度海水可以看成是纯水中溶解一系列物质的溶液。海水的溶解物质包括无机物、有机物和溶解气体。盐度（salinity）是海水中含盐量的一个标度。现在使用的标准盐度是R.A.考克斯等对采自各大洋和海区的135个水样(深度在100米以内)的氯度值进行了准确的测定，并换算成盐度，并测定了电导比R15,得到S‰与R15关系，其中R15为一个标准大气压和15°C条件下海水样品与S=35.000的标准海水电导率的比值。2.温盐流基础知识2.3海流海流又称洋流，是海水因热辐射、蒸发、降水、冷缩等而形成密度不同的水团，再加上风应力、地转偏向力、引潮力等作用而大规模相对稳定的流动，它是海水的普遍运动形式之一。海流的种类：密度流：由于海水密度分布不均匀而产生的海水流动；风海流：由风直接产生的海流；暖流：水温高于流经海区水温的海流，通常是从低纬度流向高纬度（如黑潮、湾流），暖流一般高温高盐，透明度较大；寒流：寒流是指水温低于流经海区水温的海流，通常是从高纬度流向低纬度（如千岛寒流），寒流一般低温低盐，透明度较小；潮流：海水主要受月球、太阳引潮力而产生的周期性的海水运动形式；补偿流：由于海水的连续性和不可压缩性，一个地方的海水流走了，相临海区的海水也就流来补充。目录概况温盐流基础知识全球和区域温盐流时空特征全球和区域温盐流数值预报近岸精细化三维温盐流数值预报海洋中尺度现象诊断预报3.全球和区域温盐流时空特征3.1全球全球大洋表层海温分布主要受太阳辐射纬度分布以及冷暖海流和海陆分布影响；全球海表温度成带状分布，在赤道地区温度偏高，随着纬度的增加而海温逐渐减小。全球海洋表层温度年平均分布(WOA13V2,1955-2012)3.全球和区域温盐流时空特征3.1全球一般来说，同一海区夏季的海温要比冬季偏高，特别是在北半球高纬度地区。全球海洋表层温度夏季（7-9月）和冬季（1-3月）分布3.全球和区域温盐流时空特征3.1全球海温深层分布：在500m深度，热带地区海水温度比较均匀，在南北纬30地区，出现明显的高温中心。3.全球和区域温盐流时空特征3.1全球海温深层分布：在1000m深度，北太平洋海水温度约3~4，南太平洋高于北太平洋约4~5度，印度洋平均温度略高于太平洋，高温区位于北大西洋东部，这主要由于地中海的高温高盐水溢出下沉造成的。3.全球和区域温盐流时空特征3.1全球海温深层分布：在2000m深度，温度分布比较均匀，除了与南极交界处以外，水温经向和纬向的梯度都明显减小，大西洋平均水温高于太平洋和印度洋。3.全球和区域温盐流时空特征3.1全球海温垂向分布：一般来说，海水温度随着深度的增加而不同程度地减小，这主要是由于太阳辐射入海的能量被表层海水所吸收，造成海表温度要高于海洋内部的温度。海洋表层由于受到太阳辐射、降水、风力强迫等作用引起的湍流混合十分强烈，形成温度、盐度和密度几乎垂向均匀的混合层，而温跃层是上层的薄暖水层与下层的厚冷水层间出现水温急剧下降的层。就赤道太平洋地区海温随经度和水深的垂直分布而言，由于信风驱动海水向西输送，引起暖水在西边界附件堆积，造成赤道西太平洋地区温跃层(20°C等温线深度)加深，使得温跃层从赤道西太平地区向赤道东太平洋地区逐渐抬升。3.全球和区域温盐流时空特征3.1全球全球大洋表层盐度平均值以大西洋最高，印度洋次之，太平洋最低，空间分布极不均匀；海洋表层盐度分布的总体特征为：纬线方向呈带状分布，从赤道向两极呈马鞍形的双峰分布；在寒暖流交汇区域和径流冲淡海区，等盐线密集，盐度梯度较大，在某些海域可达0.2/KM以上；海洋中盐度的最高与最低值多出现在一些大洋边缘海盆，由于蒸发很强而降水和径流较小，同时与大洋水的交换不通畅，故盐度较高；冬季盐度的分布特征与夏季相似，只是在季风影响特别显著的海域，如孟加拉湾和南海北部地区，盐度有较大差异。3.全球和区域温盐流时空特征3.1全球由于多种制约盐度因子的影响随深度增大逐渐减弱，所以盐度的水平差异也随深度的增大而减小。在水深500m处，高盐中心移往大西洋西部。大洋深处的盐度分布几近均匀。500m水平盐度差异~2.3；1000m水平盐度差异~1.7；2000m水平盐度差异~0.6。3.全球和区域温盐流时空特征3.1全球盐度垂向分布在赤道海区表层较浅的低盐水下，是由南、北半球副热带海区下沉后向赤道方向扩展的高盐水，被称为大洋次表层水，具有大洋垂向上的最高盐度；在高盐次表层下，是由南、北半球中高纬度表层下沉的大洋（低盐）中层水；在低盐中层水之下，充满了在高纬海区下沉形成的深层水与底层水，盐度稍高。3.全球和区域温盐流时空特征3.1全球大洋中的海流通过输运作用改变全球的热量、盐度和生态要素的时空分布，从而进一步影响全球的气候变化和海洋生物资源的分布，从而影响人类的经济活动。海流形成的物理机制：流作为一种在旋转球体上运动的流体，主要受个四个作用力影响，它们分别为：应力、压力梯度力、地转偏向力、摩擦力；风生环流由风在海气界面产生应力为主导，一般在海洋表层；热盐环流由海水密度变化引起的压力梯度力主导，一般在海洋深层；二者之间并不存在泾渭分明的界限，在很多海区是混合为一体的。3.全球和区域温盐流时空特征3.1全球应力因海流所处的位置不同来源也不同，主要可分为海表面和海洋深层两种。在海表面应力的来源主要为风，极区冰-海界面应力来源则为海冰的拖曳作用。在深海应力的来源则为海流内部流体之间的应力。压力梯度力则由不同位置间海水压力的变化引起，这种变化主要由四种因素造成：海流本身引起的海水物质输运，海水密度变化，大气压力变化和潮汐。3.全球和区域温盐流时空特征3.1全球在深水大洋区，风应力和压力梯度力是表层海流的重要影响因子，因此也被称为风生环流；在气候态意义下，风应力可以和海水输运引起的正压梯度力以及地转偏向力达成较好的平衡关系，使得全球气候态风应力和气候态表层海流之间存在很强的相关性；实际天气尺度下的海水流动，还受到海水温盐变化引起的斜压梯度力、摩擦力等等因素的影响。3.全球和区域温盐流时空特征3.1全球在浅水近海区，潮汐将主要影响因子，甚至在很多海区影响程度大于风；而潮汐的预报准确度则受海岸地形、水深、海底摩擦、引潮力的准确度影响较大。不同时刻潮汐作用下海流和海表面高度的变化3.全球和区域温盐流时空特征3.1全球受大陆分布影响，全球表层海流从气候态角度可分为五大流涡，即：北太平洋流涡、南太平洋流涡、北大西洋流涡、南大西洋流涡、印度洋流涡，与海表面风的分布形态相一致。流涡的西侧为西边界流，流涡的东侧为东边界流。赤道两侧，存在向西的南北赤道流系，海水沿赤道流系向西输运会遇到陆地造成暖水堆积形成向东的压力梯度，加之赤道上风应力较弱，为满足平衡关系会有部分海水回流向东，从而形成赤道逆流。在流涡西侧普遍存在西边界流，受地转偏向力随维度变化的影响，为满足涡度守恒定律，流涡的中心会向西偏移，从而形成西边界流流速大而狭窄的西向强化现象。在流涡东侧存在东边界流，受西向强化影响，东边界流流幅偏宽流速偏弱，由于从高纬流向低纬，东边界流为寒流。3.全球和区域温盐流时空特征3.1全球海洋上升流：当海水向前流动时，受摩擦力和地转作用的共同作用，会造成海水流向一侧偏离（埃克曼效应），如果海流位于赤道，则海水在南北半球偏离方向不同会造成水平辐散，为弥补海水辐散造成的质量损失，满足力学平衡，深层海水会向表层输运，从而形成上升流。不局限于赤道，当海流沿陆地边界流动时，也会出现辐散而引起上升流。海水上升需要克服巨大的重力位能，因此上升流一般非常弱，量级往往在毫米每秒以下，该上升流和潮汐引起的强上升流物理机理不同。3.全球和区域温盐流时空特征3.2中国近海中国近海海温分布特点由于中国近海南、北跨越温带、亚热带、热带，又受陆地和岛屿的环抱，温度状况的地区差异悬殊。渤海因水浅，封闭性较强，受大陆气候影响显著；加之注入渤海的河川径流等影响，使渤海的温、盐分布及水文特征，具有相当程度的孤立性和易变性。黄海北部，三面靠陆，易受大陆气象的影响，温度季节变化较大；黄海南部和东海，沿岸流系和外海流系交汇明显，温度状况受海流影响较大；南海地处亚热带和热带，显示若干热带深海的特征—终年高温，地区差异和季节变化都小。中国近海温度分布的基本特征：温度自北向南逐渐递增，其年较差却由北向南逐渐减小。3.全球和区域温盐流时空特征3.2中国近海类型月份原因特点冬季型12月至翌年3月太阳辐射最弱，为全年温度最低季节表层水温高于气温，沿岸陆地气温低于海上气温，沿岸水温低，外海水温高，等温线密集，水平梯度大，等温线分布大体与岸线平行，暖水舌与海流路径一致夏季型6~8月太阳辐射最强，使中国近海表层水温普遍升高，成为全年水温最高的季节因气温高于水温，沿岸水温高于外海水温，使表层水温的地理分布较均匀，水平梯度小，等温线分布规律不明显；水温南北地区差异小；因表层增温快，深层增温慢，加之夏季对流、涡动混合弱，使水温垂直分布出现较强的层化现象过渡型4~5月和9~10月春季为增温期，秋季为降温期温度状况复杂多变、且不稳定，规律性差，在水温垂直分布方面，增温期间出现微弱的垂直梯度，有弱的分层现象；降温期间，温度垂直梯度减弱，上均匀层厚度增大，温跃层厚度下沉，温跃层遭到破坏。3.全球和区域温盐流时空特征3.2中国近海盐度的分布与变化，主要取决于海区的盐量平衡状况。对于外海或大洋来讲，影响盐度的主要因子有蒸发与降水之差值、环流的强弱以及水团的消长等。对于近岸海域，除上述因子外，江河入海径流量的多少起着至关重要作用。空间分布的特点：表层低，深层高；近岸低，外海高；河口区最低，黑潮区最高。在渤、黄、东海，除夏季表层外，各层盐度地理分布的总趋势与冬季的温度分布形势基本相似，反映了海区流系的配置情况，与流系的分布相适应。3.全球和区域温盐流时空特征3.2中国近海海区平均盐度分布特点渤海30.0中央、东部高、向北、西、南三面递减的形势黄海30.0~32.0盐度状况主要取决于黄海暖流高盐水的消长，黄海暖流带来的高盐水，由南黄海沿黄海中央北上延伸，并西侵进入渤海，高盐水是由南向北凸出而西伸的。东海33.0（黑潮区34，长江口22.5以下）东海的盐度分布取决于高盐的黑潮水及低盐的沿岸水的消长运动，等盐线分布略呈西南—东北走向，西岸等盐线极为密集，往东逐渐稀疏并分布均匀。西岸长江冲淡水于冬半年贴岸南下，在浙江沿岸形成带状低盐区。南海34.0南海西边界为亚洲大陆，入海河流众多，尤其是南海北部沿岸，表层盐度较低，等盐线密集。3.全球和区域温盐流时空特征3.2中国近海海流控制因子1）盛行于海域上空的季风场，冬季盛行偏北风，夏季盛行偏南风，盛行季风对表层流影响较大；2）中国海沿岸有大量河川径流入海，在当地形成以低盐为主要特征的沿岸流；3）来自大洋的黑潮，黑潮及其入侵水是中国海环流的主干，它给中国海带来大量动量、热量、盐量和水量；4）潮流的非线性效应，中国海是潮流十分显著的海区，就渤、黄、东海而言，强潮流区的潮流流速，约为余流的10倍以上。；5）海区轮廓、形状与地形，对环流的影响也十分重要。3.全球和区域温盐流时空特征3.2中国近海中国近海流系一是外来的洋流系统—黑潮及其分支和延伸体，也叫外海流系，具有高温高盐特性；二是当地生成的海流—沿岸流和风生漂流，统称沿岸流系，具有低盐特性。除局部海域外，冬、夏两季基本上相似，不会有大的变动。目录概况温盐流基础知识全球和区域温盐流时空特征全球和区域温盐流数值预报近岸精细化三维温盐流数值预报海洋中尺度现象诊断预报4.全球和区域温盐流数值预报4.1常用海洋预报模式及其特点POM模式POM（PrincetonOceanModel）由美国普林斯顿（Princeton）大学Blumberg和Mellor于1977年共同建立起来的一个三维斜压原始方程数值海洋模式，后经过多次修改成为今天的样本，是被当今国内外应用较为广泛的河口、近岸海洋模式。POM对于中国海的数值模拟研究也有巨大贡献。FVCOM模式FVCOM（AnUnstructuredGrid,Finite-VolumeCoastalOceanModel）是由美籍华人陈长胜及其所领导的美国佐治亚大学海洋学院海洋生态动力学实验室和美国麻省大学海洋科学和技术学院海洋生态模型实验室人员于2000年成功建立的海洋环流与生态模型。该模式的主要特点是采用无结构三角网格设计，用不重合的三角形单元将计算区域进行划分，每个三角形网格（element）由三个节点（node）、一个中心和三条边组成，特别适合于重点目标的精细化预报。4.全球和区域温盐流数值预报4.1常用海洋预报模式及其特点HYCOM模式HYCOM是在美国迈阿密（MIAMI）大学等密度面坐标海洋模式（MICOM）基础上发展起来的。该模式是原始方程全球海洋环流模式，在保留了MICOM等密度面坐标优点的同时，采用垂向混合坐标（等密度坐标、sigma坐标和z坐标的混合），从而可以在开阔的层化海洋中采用等密度面坐标，然后平滑地过渡到浅海或陆架区域的随地坐标，在混合层或层化不明显的海域则采用z坐标。MITgcm模式MITgcm模式是由麻省理工学院开发的大气－海洋通用环流模式。它的全称为MITGeneralCirculationModel，是一个被设计用来研究大气、海洋和气候的数值模式。它既可以用来模拟大气现象又可以用来模拟海洋现象。大气模式与海洋模式是由同一个流体动力学核心来运行的。4.全球和区域温盐流数值预报4.1常用海洋预报模式及其特点NEMO模式NEMO是由法国麦卡托海洋预报中心、意大利欧洲地中海气候变化研究中心、英国气象局等机构主导开发的海洋数值模式，可进行区域至全球数值模拟，具备单双向嵌套功能，包含LIM海冰、TKE、KPP、潮汐耗散等参数化过程，具有z，z-sigma等多种混合垂直坐标，已广泛应用于多个国家海洋环境预报业务应用。ROMS模式ROMS模式是近年来新发展起来的一个三维、自由海面和基于地形跟随坐标的非线性斜压模式。ROMS包含多种物理和数值算法，以及一些对生物地球化学、生物光学、沉积物和海冰等方面应用的耦合的模块。它也包含多种垂向的混合方案以及多能级的嵌套和组合网格。垂向采用沿地形S坐标，并提供多种坐标变换方式，可以根据需要对特定水深进行加密。4.全球和区域温盐流数值预报4.2全球温盐流数值预报海洋模式NEMO（NucleusforEuropeanModellingoftheOcean）是由欧美数十个国家共同参与开发的先进海洋数值模式，主要参与研发机构有法国国家科学研究院、法国MercatorOcean、英国气象局（MetOffice）、意大利CMCC。目前已广泛应用在法国、英国、意大利、加拿大等国的全球和区域预报系统中。目前NEMO除了包含基本温盐流数值模拟核心OPA之外，还具有：XIOS（并行输出管理）、OASIS（气候模式耦合器）、LIM（海冰数值模式）、TOP（海洋示踪物分析系统）、PISCES（生物化学过程数值模拟）、Agrif（双向嵌套模块）、TAM（伴随矩阵生成模块）4.全球和区域温盐流数值预报4.2全球温盐流数值预报数据同化：集合卡尔曼滤波（EnKF）是一种在大气海洋数值预报中得到广泛应用的Kalman滤波方法。使用ESTKF方法可以提供较高的并行计算效率。4.全球和区域温盐流数值预报4.2全球温盐流数值预报国家海洋环境预报中心高分辨率全球海洋动力环境数值预报系统自2014年5月启动研发，历时三年，至2017年9月完成业务化试运行。系统以1/12°全球NEMO模式为核心，集合滤波为主要同化手段，辅助以资料处理、作业运维、产品制作、系统监控等多项技术手段保障系统正常无故障运行4.全球和区域温盐流数值预报NEMO全球9km高分辨率冰海耦合模式基于海洋环流数值模式NEMO和海冰数值模式LIM3的冰海耦合数值模拟系统；全球水平分辨率1/12度，分辨率2km~9km；水深地形采用DBDB2地形，垂向采用Z坐标。4.全球和区域温盐流数值预报4.3中国近海温盐流数值预报海洋模式ROMS包含准确和有效的物理和数值算法，以及一些对生物地球化学、生物光学、沉积物和海冰等方面应用的耦合的模式。它也包含一些垂向的混合方案，多能级的嵌套和组合网格。垂向采用沿地形S坐标，并提供多种坐标变换方式，可以根据需要对特定水深进行加密。参数化方案丰富，并且可以提供海冰、生态、沉积物等模块，可以实现与海浪和气象模式耦合运行。4.全球和区域温盐流数值预报4.3中国近海温盐流数值预报3DVAR数据同化EnOI数据同化4.全球和区域温盐流数值预报4.3中国近海温盐流数值预报业务应用现有中国近海业务化温盐流数值预报系统基于ROMS模式进行开发，2010年开始针对西北太平洋、北印度洋、黄东海、南海和渤海等五个区域开发温盐流数值预报系统，采用大区（西太平洋）-中区（黄东海、南海）-小区（渤海）的依次单向嵌套方案，水平分辨率由5公里-3公里-1.5公里依次升高，其中大区和中区预报系统于2013年开始正式业务化运行，小区预报系统于2015年开始正式业务化运行。4.全球和区域温盐流数值预报采用偏差订正方案，整个预报订正流程如下图所示；该订正方案已经应用与近岸城市预报、海岛海温预报、近岸基础预报等，在近岸台站的海海温观测数据在数据同化的基础上再对预报产品进行偏差订正。预报时效均方根误差0~24H0.1824~48H0.3748~72H0.50目录概况温盐流基础知识全球和区域温盐流时空特征全球和区域温盐流数值预报近岸精细化三维温盐流数值预报海洋中尺度现象诊断预报5.近岸精细化三维温盐流数值预报5.1FVCOM海洋模式近岸海区地形、岸线复杂，除了自然的河口、岛屿，还有许多人工构筑物如堤坝、码头等，无结构网格的模型可以更好地拟合岸线并能根据需要局部加密，容易满足近岸海区精细化预报的要求。FVCOM的最新版本（Version4.0）包含了一系列可以选择的功能模块。这些模块包括：（1）笛卡尔坐标/球面坐标系统模块；（2）干湿处理模块；（3）GOTM模块/MY-2.5湍闭合模块；（4）水质模块；海冰模块；泥沙模块；生物模块；（5）数据同化模块，如4-Dnudging、卡曼滤波等；（6）非静力近似模块；（7）浪流耦合模块；（8）单、双向嵌套模块等。5.近岸精细化三维温盐流数值预报5.2数据同化松弛同化方法松弛同化也叫牛顿张弛逼近法，该方法在预报开始之前的一段时间内，通过在一个或几个预报方程中增加一个与预报和实况的差值成比例的虚假倾向，在可使用观测资料的时段内，使模式解逼近实测资料，并使变量之间达到动力协调，用这样的模式解作为预报初值，以提高模式预报效果。5.近岸精细化三维温盐流数值预报5.2数据同化地波雷达资料的三维变分同化技术高频地波雷达用于探测近岸大范围的海面表面流，其探测距离可达300km，时间间隔高达十分钟，在数值预报模式中，常用来同化海表流速，实际上可以看成是对风应力的一种修正，地波雷达同化的方法包括OI、nudging、卡曼滤波、变分等等方法，这里我们简单介绍三维变分在地波雷达表层流速同化中的应用。需要指出的是，理论上由于地波雷达观测的仅仅是径向流速，而没有切向流速的信息，因此使用单颗地波雷达的径向流速观测资料无法反演出该颗地波雷达覆盖范围内的二维表层流矢量场。5.近岸精细化三维温盐流数值预报5.3应用实例大亚湾精细化预报模型海域划分为非结构的三角形网格单元，共21672个节点，41364个网格单元。进行了局部区域加密，最小网格分辨率为100米，主要分布在重点研究区域和岛屿附近，外海开边界附近分辨率较粗，以提高模型计算效率。表面强迫采用国家海洋预报中心WRF模式预报结果；开边界采用TPXO全球潮汐产品得到的8个分潮M2,S2,N2,K2,K1,O1,P1,Q1调和计算水位；河流边界输入采用珠江气候态月平均径流资料；温盐初始场采用气候态SODA资料；海表温度采用Nudging方法对OISST数据进行同化。5.近岸精细化三维温盐流数值预报5.3应用实例大亚湾精细化预报模型分别给出大亚湾附近海域涨落潮时刻的流场图和温盐预报图。目录概况温盐流基础知识全球和区域温盐流时空特征全球和区域温盐流数值预报近岸精细化三维温盐流数值预报海洋中尺度现象诊断预报6.海洋中尺度现象诊断预报6.1中尺度涡海洋中的涡旋，常常被称作“海中风暴”；与大尺度的大洋环流，诸如黑潮，湾流，亲潮等相比，它的旋转速度甚至可以高出一个量级，而生命周期则显得十分短暂，只有几十天；南海是中尺度涡最活跃的海域，也是预报需求最旺盛的区域，其中吕宋海峡附近和越南以东海域是南海涡旋活动最频繁的两个区域。冬季在吕宋岛西北出现的吕宋冷涡、西南季风期出现于越南以东的“偶极子”涡旋、一年四季在吕宋海峡口受黑潮影响而频繁出现的暖涡以及暖涡-冷涡等，都是南海涡旋的典型过程。6.海洋中尺度现象诊断预报6.1中尺度涡中尺度涡是海洋涡旋的一种，是具有天气尺度的涡旋。一般意义上说，它并没有严格的定义，但是具有如下特征：生命周期几十天，水平尺度上百公里，垂向影响深度在几百米甚至上千米。这样的涡旋，一般称其为“中尺度涡”。按照涡旋的极性，中尺度涡分为气旋涡和反气旋涡两种。气旋涡是逆时针旋转的涡旋，中心往往对应着上升流和冷中心，因此也称“冷涡”；反气旋涡是顺时针旋转的涡旋，中心往往对应着下降流和暖中心，因此也称为“暖涡”。6.海洋中尺度现象诊断预报6.1中尺度涡诊断方法尺度涡的诊断一般基于SSHA（或SLA）或流速这2个要素进行；预报中实际关注的中尺度涡要素包括：核心位置、涡区外围（或者半径、等价半径）、极性、强度、旋转速度、移动速度等。早期涡旋的诊断都集中在海表面，对水下的结构的了解微乎其微。随着ARGO资料的爆发式增长和数值模拟技术的快速发展，涡旋三维结构越来越多的受到关注，但从算法上说，涡旋垂向结构的诊断一般基于流速或者压力异常进行。6.海洋中尺度现象诊断预报6.1中尺度涡预报产品示例基于中尺度涡的多年统计数据，通过概率分析工具，我们可以设置这样的中尺度涡望都四级划分标准：

阈值级别发生概率振幅(cm)I≤1%≥21II[1%-5%)15-21III[5%-20%)10-15IV≥20%≤106.海洋中尺度现象诊断预报6.1中尺度涡针对专业用户，我们可以给出点状分布图（图左）。但是为了让更多的用户更直观的看到分布情况，还可以进行一种特殊的统计——网格统计。按照实际需求将统计区域划分为多个网格区域，逐网格统计涡旋生成个数，然后通过不同的颜色标识，可以一目了然的看到涡旋生成的密集区域（图右）。