Обобщенная схема наблюдения, текущего оценивания и предсказания океана с ассимиляцией экспериментальных данных моделями
Улучшения модели |
Наблюдательные сети Схема выборки данных Данные от сенсеров Ошибки измерения данных
DYNAMICAL MODELS – ASSIMILATION SCHEMES – ERROR M O D E L S –
Модели измерений и ошибки моделей
OSV i
USV j
MP k
UP i
Базовые переменные и оценки параметров и их ошибки
|
Адаптивное моделирование |
Адаптивная выборка данных |
|
SV: P: O:
M: U: E:
Схематическое представление междисциплинарного( физического, акустического, биологического) оценивания состояния океана
Базовые переменные Параметры Произведенные наблюдения Измерения Непроизведенные наблюдения Ошибки Динамические связи
В центральном круге схемы представлены:
• Схема ассимиляции данных
• Динамические модели
• Ошибки моделей
|
|
SV SVE P PE |
|
|
|
Рис. 4. Схематическое представление обобщенной системы наблюдения и предсказания океана с ассимиляцией данных в моделях
На рисунке 4 приведена обобщенная схема наблюдения, текущего оценивания и предсказания океана с ассимиляцией экспериментальных данных моделями. Это, собственно, и есть представление системы оперативной океанографии в виде функциональной блок-схемы с рядом характерных для этой системы черт.
Показанные внутри общей схемы динамические модели( Dynamical models) не определены жестко и в зависимости от специфики задач, ограничений или требований могут изменяться( model improvements). « Динамические модели », « схемы ассимиляции данных » и модели невязок( error models) представляют элементы общей системы. Взаимная деятельность этих элементов есть механизм работы всей системы.
Описание невязок названо ошибкой – « Е ». У детерминированной компоненты модели есть базовые переменные( SV), параметры( Р), в том числе начальные и граничные условия. Понятия « наблюдения( О)» и « измерения( М)» различаются. Для измерений тоже нужны модели. Механизм работы системы направлен на оценку состояния океанической среды и априори неизвестных параметров детерминированной компоненты, а также полей невязок. Данные получаются в соответствии с некоторой схемой выборки от наблюдательной сети. Различные статистики невязок( неопределенности) представляются полями. Изучение полей неопределенностей превратилось в настоящее время в океанологии в важное научное направление с увязкой проблем океанологии, акустики и геофизики. Приведенная на рисунке 4 схема, предусматривает настройку модели( adaptive modeling) и схемы выборки натурных данных( adaptive sampling).
Уже достаточно развитая идеология оперативной океанографии позволяет синтезировать отдельные элементы систем сбора данных. Различные системы сбора данных занимают предназначенное им место в единой комплексной структуре, которая включает контактные средства сбора гидрофизических данных, дистанционные средства зондирования океана с авиационных и космических платформ, акустические методы. Положительные качества каждого из них используются в рациональном сочетании. Наличие общих целей и требований позволяет совершенствовать каждый из подходов.
No. 2( 10) / 2016, Морские информационно-управляющие системы 73