Numerisk modellering af nonpoint -forureninger i det kinesiske Bohai -hav

Forurening af overfladevand på grund af forurenende stoffer fra ikke -kilde (NPS) har alvorligt forringet vandkvaliteten og truet økosystemer. Imidlertid, tidligere forskning har primært undersøgt NPS -forurenende stoffer i vandskel og kystnære floder eller jordbund frem for havvand eller bugter uden assimilationsmetoder, hvilket resulterer i modellens usikkerhed.

I de seneste år, Bohaihavet har været et af de mest udnyttede områder i verden, forværring af miljøforurening. Forureningsmodellering har givet et effektivt middel til miljøevaluering og -styring. Imidlertid, på grund af usikkerheden i kontrolvariabler, der er stadig usikkerhed i modellerne. 4-D-Var data assimilering er en af ​​de mest effektive og kraftfulde metoder. Baseret på teorien om inversion, 4-D-Var involverer den tilstødende metode, og har fordelen ved at assimilere spatio-tidsmæssigt distribuerede observationer i numeriske modeller og samtidig bevare dynamisk og fysisk konsistens inden for modellen

Som et skridt mod en praktisk og systematisk numerisk model, denne undersøgelse introducerer den tilstødende metode, og tager for første gang Bohai -havet som et casestudie for at kombinere NPS -udtrykket og initialversion. Tophai af Bohaihavet og rutinemæssige overvågningsstationer er vist i figur 1.

I en artikel medforfatter af Yongzhi Liu, Youli Shen, Xianqing Lv og Qiang Liu, forskere ved Ocean University of China og Beihai Marine Environmental Monitoring Center Station of State Oceanic Administration, der udgives i Science Kina Jordvidenskab , rapportere, at den tilstødende metode tilbyder et kraftfuldt værktøj til NPS TN -vurdering.

Teamet gennemførte eksperimenter for at forbedre modellen. I gradientrelaterede eksperimenter, de fandt ud af, at den stejle anstændige metode er bedre end L-BFGS-metoden i deres tilhørende model. I ideelle eksperimenter, de rapporterer, at deres model er i stand til at vende kontrolvariablerne. I praktiske forsøg den præsenterer en nøjagtig simulering af TN.

De opsummerede deres numeriske eksperimenter:"Assimilering af NPS -udtryk (ST) er vigtigere end for oprindelig værdi (IV). Simulerede resultater forbedres yderligere med den tilstødende metode. Desuden er NPS TN er afgørende for TN -simulering. Bohai -havet er stærkt forurenet i tre bugter. "

Endelig, de rapporterer, "Den tilhørende model er ikke specifik for Bohai -havet og kan generaliseres til andre regioner, f.eks. Beibu -bugten. "Denne forskning giver foreløbige resultater til estimering af NPS -forurenende stoffer.