基于FIO-COM的海洋声学预报系统的构建与应用

作     者：杨春梅 刘宗伟 姜莹 吕连港 肖斌 YANG Chunmei;LIU Zongwei;JIANG Ying;LÜLiangang;XIAO Bin

作者机构：自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 自然资源部海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东青岛266061 山东省海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东青岛266061 崂山实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室山东青岛266237 

出 版 物：《海洋科学进展》 (Advances in Marine Science)

年 卷 期：2023年第41卷第3期

页      面：510-519页

核心收录：

学科分类：082403[工学-水声工程] 08[工学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 

基　　金：崂山实验室科技创新项目(LSKJ202204800) 国家自然科学基金项目(42206195) 山东省自然科学基金项目(ZR2020MA090) 

主　　题：声学预报 海洋模型 声传播特性 声道 水声环境特性 

摘      要：将海洋模式与声传播模型结合在一起,设计开发了一种适用于高性能计算机的全球海洋声学预报系统FIO-GOAFS,该系统以自然资源部第一海洋研究所全球0.1°分辨率海浪-潮流-环流耦合模式(FIOCOM)为基础,利用海洋模式预报的温、盐、深参数计算声速剖面,并对声速剖面进行水声环境特征诊断,之后将海洋模式与水下声场传播模型协同连接,结合地声模型(海底地形和底质参数),实现了全球海域的水声环境特征诊断及水下声场及相关结果的预报。海洋模型提供水下声学预报所需的水体声速、海浪波高等参数,地声模型提供海底地形、底质声速、密度以及衰减等参数,通过调用海洋-声学连接模块提取声传播路径的地形及海洋环境参数剖面,实现海洋模型和声学模型的有效连接。全球海洋声学预报系统在高性能计算机上并行实现,主要包括声场计算中的频点、方位角并行以及声学预报时针对地理空间区域的并行。最后,利用该系统预报并分析了全球海域的水声环境特性及声呐作用距离的季节变化和空间分布特征,为现代声呐的设计、操作和水下应用提供参考。