北极边缘冰区波浪观测与谱模型的对比
大气与海洋物理
2020-12-07 v3
摘要
北极地区经济活动的增加和研究兴趣的提升，使得对边缘冰区（MIZ）更好的波浪预报的需求日益迫切。海冰中波浪传播的数学和数值模型将受益于更多用于验证的原位数据。本研究展示了来自边缘冰区的船载波浪测量，其中高度计读数经过船体运动校正以获得估计的单点海面高程。由组合测量，我们得到有效波高、上跨零周期以及一维波浪谱。此外，我们提供了由放置在边缘冰区内浮冰上的惯性测量单元（IMU）获得的谱和积分参数。结果与来自 WAM-4 谱波浪模型在开阔海域三天期间的积分参数进行了比较。我们还将边缘冰区外和区内的测量结果与来自新的全北极 WAM-3 模型和欧洲北极的 Wave Watch III 模型的再分析数据进行了比较，这两个模型均对海冰中的波浪衰减进行建模。在边缘冰区外，WAM-4 和 WW3 在上跨零周期和有效波高方面与观测吻合良好，偏差小于 23%。另一方面，WAM-3 比观测值高出多达 60%。WW3 和 WAM-3 能够估计边缘冰区内有效波高和上跨零周期的趋势，尽管与观测的偏差比在开阔海域更大。通过考察空间衰减系数研究了海冰的波浪阻尼。与观测相比，WW3 的预测衰减系数小 72–83%，而 WAM-3 大 3–64%。因此，有必要进一步进行模型调优以更好地估计冰中的波浪参数。
引用
@article{arxiv.2003.09472,
title = {A comparison of wave observations in the Arctic marginal ice zone with spectral models},
author = {Trygve K. Løken and Jean Rabault and Erin E. Thomas and Malte Müller and Kai H. Christensen and Graig Sutherland and Atle Jensen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.09472},
year = {2020}
}
备注
10 pages, 4 figures conference paper. Published at the The 25th IAHR International Symposium on Ice