海洋造型

NIWA利用海洋模型回答了广泛的科学问题。这些模型可以与完善的天气预报模型相联系，以预测海洋温度、海平面和污染的扩散。

新西兰周围的海洋

我们对新西兰周围海洋环境的了解在不断增加。我们的RV Tangaroa上的设备已经绘制出了海底的深度或测深图。海平面、海流和湍流是由许多不同的卫星仪器测量的，这些仪器的结果由自主的Argo浮标和船载测量提供支持。作为国际项目的一部分，数千艘Argo浮标正在漂流并记录数据。您可以在右侧看到这些信息的示例，这些信息通常用作数学数值模拟(建模)的起点。

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如何建立海洋模型

模拟海洋是一项非常复杂的任务，特别是考虑到我们需要解决的大尺度和方程式。解决这个数学问题的一种方法是将海洋体积分成大量独立的盒子，作为网格的一部分。温度、动量、压力等的计算在模型的每个步骤中对每个框执行，结果用作与之相连的框中计算的输入，用于下一步的计算。

与被模拟的区域相比，随着盒子的大小减小，模型开始更好地处理自然界中观察到的许多过程，如漩涡、不稳定和湍流。

在任何情况下，海洋的状态(及其在模型中的表现)都是由初始条件决定的，然后是改变海洋状态的过程(强迫)。这种强迫的例子有海底深度、大气压力、淡水输入、加热(来自太阳)和风。

在模拟区域边缘的方框输入称为边界条件，通常基于较低分辨率的较大的全球模式(较大的方框)或根据观测到的气候数据计算得出。

NIWA使用的海洋建模工具之一是区域海洋建模系统(ROMS)，这是一个由许多机构和研究人员国际合作创建的开源程序。

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新西兰区域模型

所使用的网格的规模取决于所研究区域的大小。整个新西兰地区的宽度约为2000公里，网格大小约为10公里。沿海模型着眼于10到100公里宽的区域，并使用500米或更小的网格间距。您可以在右侧看到我们研究中使用的模型区域(或域)的两个示例。下面的视频展示了在其中一些领域进行的模拟结果。

应用程序

海洋建模有助于理解:

• 幼虫分散
• 淡水输送:水质、悬浮泥沙
• 估计当前石油勘探速度统计
• 近海采矿沉积物羽流模拟
• 大巴 bwin水产养殖:底栖生物沉积;营养物质运输

示例模型动画

上面的视频显示了一个500米深处的温度模型，是用区域海洋模拟系统(ROMS)在5年内模拟出来的。

上面的视频来自南岛海岸一年的海面温度模型，使用的是区域海洋模拟系统(ROMS)。

上面的视频来自南岛海岸表面淡水浓度的ROMS模型，在一段时间内。注意供应淡水的河口，红色箭头表示风向。