Вариационная ассимиляция данных спутниковых наблюдений в модели гидротермодинамики моря

За последнее время в изучении и моделировании процессов крупномасштабной морской и океанской изменчивости достигнуты существенные результаты. Это связано с кардинальными изменениями в уровне развития инструментария, методов и оборудования. К ним относятся: новые наблюдательные системы (спутники, дрифтеры, плавающие буи ARGO); новые методы анализа информации и численные алгоритмы; мощные компьютеры и вычислительные платформы, позволяющие обрабатывать большие информационные потоки расчетов и наблюдений. Развивается новая фаза исследований, состоящая в синтезе данных наблюдательных и вычислительных экспериментов, повышении точности воспроизведения физических процессов, построении моделей мониторинга природной среды.
Одной из технологий решения задач мониторинга и анализа природной среды является четырехмерное вариационное усвоение данных наблюдений, при котором подходящим образом линеаризованные модели и сопряженные к ним используются для ассимиляции данных наблюдений не только в конкретный момент времени, но и на заданном временном интервале. Описанию данной технологии и посвящен настоящий доклад. Рассматривается задача усвоения данных со спутников о температуре поверхности моря на примере двух версий модели гидротермодинамики для Балтийского и Черного морей, разработанных в ИВМ РАН. Дано описание постановки задачи, методов ее решения и приводятся численные эксперименты с реальными данными спутниковых наблюдений. Представлены случаи, когда данные наблюдений известны не на всей рассматриваемой акватории и усвоение происходит без дополнительной интерполяции на подобласти, где данные наблюдений отсутствуют.
Работа выполнена при финансовой поддержке РНФ (проект № 14-11-00609).