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感知海洋,服务大众——海启星感知实验室建设特别报道

作者: 来源:广东海启星海洋科技有限公司 日期:2017-12-04 10:40:00

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“十三五”时期是海洋经济发展的重要战略机遇期。党的十九大报告指出,要“坚持陆海统筹,加快建设海洋强国”、“推动人类命运共同体建设,共同创造人类的美好未来”。随着大数据战略的全面推进,数据驱动的创新不断向经济社会各行业、各领域广泛应用。海洋大数据因其涉及学科领域众多、覆盖范围具有全球性的独特性。在此背景下,我司为更进一步迈向海洋大数据时代,提出建设海洋感知实验室。

我司海洋感知实验室是将客户现有观测平台(浮标、海洋站、雷达站、走航、卫星遥感等)以及我司承建的观测平台等海洋装备采集得到的数据在海洋地理信息系统平台进行终端显示,实现实时显示、辅助分析、环境监测、灾害预警和评估及行政决策等综合功能。


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我司海洋感知实验室功能将包括海岸带、海岛、海洋水域等多种类型观测对象及其要素在内的遥感专题产品;应用于海洋科学领域的基础研究,及海岸带和海岛的规划与管理、海洋环境监测与预报、海洋灾害监测与预报、海面风场/浪场/流场等动力过程的构建、以及海冰/溢油/内波/中尺度涡/上升流等海洋现象的探测等领域;在认识海洋中尺度动力过程及其变化机制、海洋环境监测、海洋防灾减灾、提升人类应对全球气候变化的能力等方面具有重要作用。

一、在气象和海洋预报方面,基于拟建设的气象和海洋预报平台,根据国内外权威预报机构的数值预报产品,通过对各个数值预报模式的特点、短期历史准确性、稳定性等分析,计算出各个模式在预报中的权重,经过对各个模式的加权运算,即得到相应的集合预报与概率预报产品,同时可以形成海上与近岸气象、海洋精细化格点预报产品和实时预警报产品。在调整预报产品的模式和显示预报产品的软件中,可以加入海气耦合过程,以提高预报的准确度。也可以根据需求,在预警报发布系统中,发布实时的预警报产品。


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二、在海洋数值模型建设方面,将基于三角形非结构网格,定义水位、温度、盐度、密度等标量以及海流等的计算模式。根据应用海洋数值模型区域的特征,结合边界条件,确定描述海洋中水动力和热力学系统基本方程中的定常量、系数和变量,以及内外模态的算法方程,同时引入拉格朗日余流计算模块和潮间带、河口等特殊区域的干湿网格处理技术等。在模型配置与结果检验的基础上,不断修正以提高模拟结果的准确度,同时加入泥沙输送、水质、波浪以及生态等多个模块,最终形成适用于风暴潮、海浪、潮汐、生态等专题的海洋数值模型,最终服务于我司开展的海洋信息化、海洋综合服务等领域多项业务。高性能计算机已成为开展气象、气候、海洋、地球环境等数值模拟业务和科学研究所必须的基础工具,其应用的核心是数值预报系统。随着数值模式的日益成熟、观测资料与数据同化技术的发展,以及高性能计算机处理性能的不断提升,数值预报系统现已成为气象、环境、海洋等行业开展相关业务不可或缺的支撑工具。在海洋“精细化”预报分析、风暴潮漫滩淹没分析、风险评估和区划、海洋工程风险评价等方面,都需求较大的高性能计算资源。


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三、在海洋数据同化方面,海洋观测系统的发展带来海量的多源海洋环境资料,如何将不同来源、不同性质的资料有效地应用于初始场以提高海洋数值模型的预报准确率,是影响海洋数值预报能力水平的关键。尽管数据融合和同化技术在同步发展,但长远来看,同化技术将成为主流。我司目前致力于建立适用的优化标准和方法,将不同空间、不同时间、不同观测手段获得的海洋数据与数学模型有机结合,建立动力模型、观测数据、同化算法和驱动模型运行的基础参量数据等四个基本要素间相互协调的优化关系,推动模型结果不断向真实状态靠拢。

公司的未来目标是承接海洋防灾减灾、海洋生态修复、海洋大数据等业务。海洋感知实验室建设为我司在海洋大数据领域加快了脚步,通过此平台在业务化工作流程和值班制度上,让更多的人来理解海洋概念,熟悉海洋行业的业务需求, 提升公司在这个领域的整体竞争能力;同时也能增加我司与高等院校、研究机构及领域内专家、团队的交流和合作共赢能力,带来更多的发展机遇。


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