Вариационный алгоритм идентификации скорости седиментации взвешенного вещества в море
УДК
519.63DOI:
https://doi.org/10.31429/vestnik-17-4-43-47Аннотация
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 функционалаИнформация о финансировании
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").
Библиографические ссылки
- 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. [Kremenchuckij ,D.A., Kubryakov, A.A., Zav'yalov, P.O., Konovalov, B.V., Stanichnyj, S.V., Aleskerova A.A. Opredelenie koncentracii vzveshennogo veshchestva v CHernom more po dannym sputnika MODIS [Determination of the concentration of suspended matter in the Black sea according to the data of the MODIS satellite]. Ekologicheskaya bezopasnost' pribrezhnoj i shel'fovoj zon i kompleksnoe ispol'zovanie resursov shel'fa [Environmental safety of coastal and shelf zones and integrated use of shelf resources], 2014, no. 29, pp. 1–9. (In Russian)]
- Тимченко И.Е. Динамико-стохастические модели состояния океана. Киев: Наук. думка, 1981. 191 с. [Timchenko, I.E. Dinamiko-stohasticheskie modeli sostoyaniya okeana [Dynamic-stochastic models of the ocean state]. Naukova dumka, Kiev, 1981. (In Russian)]
- 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.
- 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. [Kochergin, V.S., Kochergin, S.V. Ispol'zovanie variacionnyh principov i resheniya sopryazhennoj zadachi pri identifikacii vhodnyh parametrov modeli perenosa passivnoj primesi [The use of variational principles and the solution of the conjugate problem in identifying the input parameters of the passive impurity transport model]. Ekologicheskaya bezopasnost' pribrezhnoj i shel'fovoj zon i kompleksnoe ispol'zovanie resursov shel'fa [Environmental safety of coastal and shelf zones and integrated use of shelf resources], 2010, iss. 22, pp. 240–244. (In Russian)]
- Пененко В.В. Методы численного моделирования атмосферных процессов. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. 350 с. [Penenko, V.V. Metody chislennogo modelirovaniya atmosfernyh processov [Methods of numerical modeling of atmospheric processes]. Gidrometeoizdat, Leningrad, 1981. (In Russian)]
- 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. [Agoshkov, V.I., Parmuzin, E.I., Shutyaev, V.P. Assimilyaciya dannyh nablyudenij v zadache cirkulyacii Chernogo morya i analiz chuvstvitel'nosti ego resheniya [Assimilation of observational data in the Black sea circulation problem and sensitivity analysis of its solution]. Izv. RAN. Fizika atmosfery i okeana [Izvestiya RAS. Physics of the atmosphere and ocean], 2013, vol. 49, no. 6, pp. 643–654. (In Russian)]
- 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. [Shutyaev, V.P., Le Dime, F., Agoshkov, V.I., Parmuzin, E.I. Chuvstvitel'nost' funkcionalov zadach variacionnogo usvoeniya dannyh nablyudenij [Sensitivity of functional problems of variational assimilation of observational data]. Izv. RAN. Fizika atmosfery i okeana [Izvestiya RAS. Physics of the atmosphere and ocean], 2015, vol. 51, no. 3, pp. 392–400. (In Russian)]
- 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.
- 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.
- Марчук Г.И. Математическое моделирование в проблеме окружающей среды. М. Наука, 1982. 320 с. [Marchuk, G.I. Matematicheskoe modelirovanie v probleme okruzhayushchej sredy [Mathematical modeling in the environmental problem] [Mathematical modeling in the environmental problem]. Nauka, Moscow, 1982. (In Russian)]
- 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. [Kochergin, V.S., Kochergin, S.V., Stanichnyj, S.V. Variacionnaya assimilyaciya sputnikovyh dannyh poverhnostnoj koncentracii vzveshennogo veshchestva v Azovskom more. Sovremennye problemy distancionnogo zondirovaniya Zemli iz kosmosa, 2020, vol. 17, no. 2, pp. 40–48.]
- NASA Worldview. Режим доступа: http://worldview.earthdata.nasa.gov (дата обращения 12.11.2020).
- Marine Portal. Marine Hydrophysical Institute of RAS. Режим доступа: http://dvs.net.ru/mp/ data/201507vw.shtml (дата обращения 12.11.2020).
- Иванов В.А., Фомин В.В. Математическое моделирование динамических процессов в зоне море – суша. Севастополь: ЭКОСИ-гидрофизика, 2008. 363 с. [Ivanov, V.A., Fomin, V.V. Matematicheskoe modelirovanie dinamicheskih processov v zone more – susha [Mathematical modeling of dynamic processes in the sea – land zone]. EKOSI-gidrofizika, Sevastopol', 2008. (In Russian)]
Скачивания
Загрузки
Даты
Поступила в редакцию
12 ноября 2020
Принята к публикации
26 ноября 2020
Публикация
27 декабря 2020
Как цитировать
[1]
Кочергин, В.С., Кочергин, С.В., Вариационный алгоритм идентификации скорости седиментации взвешенного вещества в море. Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества, 2020, т. 17, № 4, pp. 43–47. DOI: 10.31429/vestnik-17-4-43-47
Лицензия
Copyright (c) 2020 Кочергин В.С., Кочергин С.В.
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
