一次基于实测资料的海上搜救漂浮物的风漂系数优化实验 - 海洋预报.pdf

第34 卷 第2 期 海 洋 预 报 Vol.34 ，No.2 2017 年4 月 MARINE FORECASTS Apr.2017 DOI: 10.11737/j.issn. 1003-0239.2017.02.009 一次基于实测资料的海上搜救漂浮物的风漂系数优化实验 1 1 1 2 徐强强 ，肖文军 ，管琴乐 ，陆伟先 （1. 国家海洋局东海预报中心，上海 201200 ；2. 国家海洋局宁波海洋环境监测中心站，浙江宁波 315012） 摘 要：基于2015 年国家海洋局东海预报中心宁波中心站在舟山附近海域开展的一次模拟无动力 船只和落水人员的海上漂移实验的实测资料，近似认为风致漂移速度与风速为线性关系，利用最优化 算法计算了漂移轨迹预报中的最优风致漂移参数。计算结果表明：无动力船只的最优风致漂移参数 分别为0.046 590 162，0.004 537 790 ，人的最优风致漂移参数分别为0.044 606 739 ，-0.003 190 774。 当参数为最优时，预报漂移轨迹最接近实测；当参数接近最优值时，预报误差增长相对缓慢，在远 离最优值时，预报误差增长相对快速。 关键词：拉格朗日追踪；优化算法；目标函数；舟山海域；风致漂移 + 中图分类号：U676.8 3 文献标识码：A 文章编号：1003-0239 （2017 ）02-0067-05 1 引言 总体预报误差的目标函数，利用最优化算法获得能 使预报误差最小的风致漂移参数——最优参数，为 海上搜救目标常见有落水人员、船只等，搜救 将来同海域内的无动力船只和人员搜救预报提供 目标的漂移受到多方面因素的影响，其中主要有风 参考依据。 和海流。物体的漂移速度可近似由流致漂移速度 与风致漂移速度线性叠加获得。一般认为流致漂 2 数据 [1] 移速度等于流速，根据Breivik 等的研究结果 ，风致 漂移速度则与风速呈线性关系。风致漂移参数的 本文的数据来源于2015 年国家海洋局东海预 选取对物体漂移轨迹预测至关重要。为了获得准 报中心宁波中心站在舟山附件海域开展的无动力 确的风致漂移参数，国内外已在不同海域内对不同 船只和假人漂移试验。试验在指定海域（30.49°N ， 类型的船只和落水人员开展了模拟试验，例如加拿 122.87°E）投放船只模型和假人模型，对两者进行 大2004 年在纽芬兰东北进行的19组不同型号的救 12 h 的跟踪观测，跟踪期间每0.5 h 观测一次海面风 [2] 生筏和皮筏艇海上漂移试验 ，中国国家海洋局南 速风向、表层流速流向和物体漂移位置的经纬度。 海海洋工程勘察中心2011 年在广东海域开展的3 搜救目标设置情况如下： [3] 组模拟人和2 组模拟无动力船只的漂移试验 ，以及 1）假人模型，材质为热塑混合胶，重约25 kg ，宽 此次国家海洋局东海预报中心宁波中心站2015 年 40 cm ，高150 cm ，穿着救生衣，入水后处于水平状 在东海水域开展的模拟无动力船只和人各一次的 态； 漂移试验等。