Вариационный алгоритм идентификации скорости седиментации взвешенного вещества в море

  • Кочергин В.С. Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия
  • Кочергин С.В. Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия
УДК: 519.63

Аннотация

В работе на основе вариационного алгоритма ассимиляции данных измерений построена процедура поиска скорости седиментации взвешенного вещества в море. Процедура реализуется для модели переноса пассивной примеси по данным измерений, распределенных по времени и пространству и поступающих с поверхности моря. В основе алгоритма лежит решение сопряженной задачи и задачи в вариациях. Задача решается за счет поиска минимума квадратичного функционала качества прогноза, а модель выступает в роли ограничений при его минимизации. Для построения градиента функционала используется решение соответствующей сопряженной задачи. Приведены выражения для определения искомого градиента функционала в пространстве параметров.

Ключевые слова: модель переноса, усвоение данных, скорость седиментации, идентификация параметров, минимизация функционала

Информация об авторах

Владимир Сергеевич Кочергин
младший научный сотрудник отдела теории волн Морского гидрофизического института РАН
e-mail: vskocher@gmail.com
Сергей Владимирович Кочергин
старший научный сотрудник отдела вычислительной техники и математического моделирования Морского гидрофизического института РАН
e-mail: vskocher@gmail.com

Литература

  1. Кременчуцкий Д.А., Кубряков А.А., Завьялов П.О., Коновалов Б.В., Станичный С.В., Алескерова А.А. Определение концентрации взвешенного вещества в Черном море по данным спутника MODIS // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. 2014. № 29. С. 1–9.
  2. Тимченко И.Е. Динамико-стохастические модели состояния океана. Киев: Наук. думка, 1981. 191 с.
  3. Marchuk G.I., Penenko V.V. Application of optimization methods to the problem of mathematical simulation of atmospheric processes and environment // Modelling and Optimization of Complex Systems. In: Marchuk G.I. (ed.) Proc. оf the IFIP-TC7 Working conf. P. 240–252. New York: Springer, 1978.
  4. Кочергин В.С., Кочергин С.В. Использование вариационных принципов и решения сопряженной задачи при идентификации входных параметров модели переноса пассивной примеси // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. 2010. Вып. 22. С. 240–244.
  5. Пененко В.В. Методы численного моделирования атмосферных процессов. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. 350 с.
  6. Агошков В.И., Пармузин Е.И., Шутяев В.П. Ассимиляция данных наблюдений в задаче циркуляции Черного моря и анализ чувствительности её решения // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2013. Т. 49. № 6. С.643–654.
  7. Шутяев В.П., Ле Диме Ф., Агошков В.И., Пармузин Е.И. Чувствительность функционалов задач вариационного усвоения данных наблюдений // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2015. Т. 51. № 3. С.392–400.
  8. Shutyaev V. P., Le Dimet F.–X., Parmuzin E. Sensitivity analysis with respect to observations in variational data assimilation for parameter estimation // Nonlinear processes in Geophysics. 2018. Vol. 25. Iss. 2. P. 429–439.
  9. Kochergin V.S., Kochergin S.V. Indentification of a pollution source power in the Kazantip bay applying the variation algorithm // Physical Oceanography. 2015. No. 2. P. 69–76.
  10. Марчук Г.И. Математическое моделирование в проблеме окружающей среды. М. Наука, 1982. 320 с.
  11. Кочергин В.С., Кочергин С.В., Станичный С.В. Вариационная ассимиляция спутниковых данных поверхностной концентрации взвешенного вещества в Азовском море // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 2. С. 40–48.
  12. NASA Worldview. Режим доступа: http://worldview.earthdata.nasa.gov (дата обращения 12.11.2020).
  13. Marine Portal. Marine Hydrophysical Institute of RAS. Режим доступа: http://dvs.net.ru/mp/ data/201507vw.shtml (дата обращения 12.11.2020).
  14. Иванов В.А., Фомин В.В. Математическое моделирование динамических процессов в зоне море – суша. Севастополь: ЭКОСИ-гидрофизика, 2008. 363 с.

Финансирование

Работа выполнена в рамках государственного задания по теме 0827-2018-0004 "Комплексные междисциплинарные исследования океанологических процессов, определяющих функционирование и эволюцию экосистем прибрежных зон Черного и Азовского морей" (шифр "Прибрежные исследования").

Страницы
43-47
Раздел
Физика
Прислано
2020-11-12
Опубликовано
2020-12-27

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)