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Asimilación de datos en un modelo regional del Pacífico nororiental mexicano
Data assimilation in a regional model of the Mexican Northeast Pacific
Eduardo Ashida Hernández
ALEJANDRO FRANCISCO PARES SIERRA
Acceso Abierto
Atribución
Asimilación de datos, filtro SEEK, Pacífico mexicano, nudging
Data assimilation, SEEK filter, Mexican Pacific, nudgin
Observaciones de temperatura superficial del mar (SST) y la altura del nivel del mar (SSH) del año 2003 se asimilan al modelo oceánico de circulación general CROCO (Coastal and Regional Ocean COmmunity Model) implementado en el Pacífico nororiental mexicano con el objetivo de estimar el impacto de la asimilación sobre las propiedades de la columna de agua (temperatura y salinidad) y sobre el nivel del mar. Los datos de SST asimilados provienen del producto Multi-scale Ultra-High Resolution (MUR) producido por JPL/NASA y los datos de SSH consisten en la suma de las anomalías del nivel del mar, proporcionadas por CMEMS/C3S, con una topografía dinámica media. Para validar y evaluar el desempeño del modelo se utilizan observaciones independientes de datos hidrográficos de temperatura y salinidad de las campañas del proyecto IMECOCAL. Se utiliza un esquema de relajación newtoniano de coeficiente constante como primera aproximación para asimilar los datos del satélite. Como esquema de asimilación se utiliza la versión de base fija del filtro SEEK (Singular Evolutive Extended Kalman filter). Para evaluar el rendimiento de las simulaciones de asimilación con respecto a una simulación libre (sin asimilación), se calcula la raíz del error cuadrático medio (RMS) de cada simulación con respecto a las observaciones asimiladas e independientes. En general, el modelo representa adecuadamente la estructura termohalina y las principales masas de agua presentes en el sistema de corrientes de California. La simulación de control presentó una RMS de 0.96°C y 6.94 cm en la SST y SSH, y 0.56°C y 0.12 psu en la temperatura vertical y salinidad, respectivamente. En la simulación implementada con el filtro SEEK, la RMS se redujo en (i) un 5.85 % en SST; (ii) 6.78 % en SSH; (iii) 16.80 % en temperatura vertical; (iv) 6.64 % en salinidad vertical. El efecto de esta mejora se concentró en los primeros 500 m de la columna de agua. Estos diagnósticos demuestran el impacto positivo de la asimilación de datos SST y SSH para estimar la propiedades termohalinas del océano.
Sea surface temperature (SST) and sea level height (SSH) from the year 2003 are assimilated into the oceanic model of general circulation CROCO (Coastal and Regional Ocean COmmunity Model) implemented in the northeastern Mexican Pacific with the objective to estimate the impact of assimilation on the properties of the water column (temperature and salinity) and on sea level. The assimilated SST data comes from the Multi-scale Ultra-high Resolution (MUR) product produced by JPL/NASA and the SSH data consists of the sum of sea level anomalies, provided by CMEMS/C3S, with a mean dynamic topography. In order to validate and evaluate the performance of the model, independent observations of temperature and salinity hydrographic data of the IMECOCAL project campaigns are used. A constant coefficient Newtonian relaxation scheme is used as a first approximation to assimilate the satellite data. As an assimilation scheme, the fixed base version of the SEEK filter (Singular Evolutive Extended Kalman filter) is used. In order to evaluate the performance of the assimilation simulations with respect to a free simulation (without assimilation), the root mean square (RMS) error of each simulation is calculated with respect to the assimilated and independent observations. In general, the model adequately represents the thermohaline structure and the main water masses present in the California current system. The control simulation presented an RMS of 0.96°C and 6.94 cm in the SST and SSH, and 0.56°C and 0.12 psu in the vertical temperature and salinity, respectively. In the simulation implemented with the SEEK filter, the RMS was reduced by (i) 5.85 % in SST; (ii) 6.78 % in SSH; (iii) 16.80 % in vertical temperature; (iv) 6.64 % in vertical salinity. The effect of this improvement was concentrated in the first 500 m of the water column. These diagnoses demonstrate the positive impact of assimilating SST and SSH data to estimate the termohaline ocean structure.
CICESE
2022
Tesis de maestría
Español
Ashida Hernández, E. 2022. Asimilación de datos en un modelo regional del Pacífico nororiental mexicano. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 45 pp.
OCEANOGRAFÍA FÍSICA (VE R 5603 .04)
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