2018年 04月

利用气象及海上数据模型资料分析喀拉海的长期性环境负荷因素

2018年 4月 16日

Hyun-ju Lee (Deputy Senior Surveyor, Future Technology Research Team)

1. 概要

为了在极地环境下设计/制造海洋平台下部结构或者上部平台，需要对基本的大气及海洋环境及各个条件进行了解。特别是对直接影响海洋平台安装及运营的代表性的有下列环境负荷因素，对此以实际测量的资料为基础的气象及海上数据模型分析资料，可以提供对现实性的设计条件有用的信息。

   - 气温及海水温度，风速
   - 波浪（波峰，周期，波长）/ 潮汐（速度）
   - 冰河厚度及分布比例（%）

这样的信息虽然无法完全切断因环境因素引起的危害，但是以长期性的观点在相关地区对环境因素进行充分审核时，相信可以对极地环境海洋平台进行最佳的设计。

2. 资料选定背景

为了在正确条件下考虑极地海洋负荷因素，最理想的方法是利用相关海域连续性的观测资料。但是由于极地及海洋地域特殊性的限制，实际上无法取得长期性的实测资料。对此，气象及海洋环境领域中利用精密的数值预报模型产生的资料来克服这样的限制。

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[数值预报模型运营流程图(2010, 气象局)]

数值预报模型是指利用超级计算机将物理过程及力学现象模型化进行数值计算的软件，也是目前韩国国内气象局运营的模型。准确度最高的欧洲预报，其准确度高达90%。并且以最新的数值预报模型为基础导入过去的观测数据重新进行分析之后可以得到更加准确的计算过去的气象情况，这种重新分析的资料气候分析及数值预报性能提高正在现阶段及研究领域中广泛应用。

3. 分析范围及对象

KR选定的研究对象地区是Kara Sea，通过NCAR(National Center for Atmosphere Research) / UCAR(University Corporation for Atmospheric Research) RDA(Research Data Archive)寻找并收集相应地区长达10年的连续资料。对环境负荷因素的分析是利用KR开发的分析方法进行的。

ECMWF 再分析资料

(European Centre for

Medium Range Weather

Forecasts)

- 将观测数据适用于全球大气/海洋/陆地结合模型的数值预测结果进行概括性

再分析的气候资料，被全世界各种预报及研究机构广泛利用于为了建造气象

模型的基础

CMEMS 再分析资料
(Copernicus Marine

Environment Monitoring

Services)

- 利用挪威气象局运营中实时预报系统TOPAZ4的极地/海洋再分析资料，

为了海冰模型结合HYCOM，并同步in-situ轮廓文件及卫星资料，

利用配套100个系统提高准确度

CAWCR 再分析资料
(Centre for Australian

Weather and Climate

Research)

- 利用NOAA的 Wave Watch III模型对海洋波浪进行的再分析资料，

灵活运用于NCEP CFSR风力及海冰资料.

[分析范围(喀拉海)及对象]

4. 资料分析结果

从2000年至2012年为止13年之间通过喀拉海各个因素的每日/季节/年度变化，了解其倾向，并且为了确认其变动性精度范围，每日计算出相关地区因素值的 Min(1%), Medium(50%), Max(99%)进行分析。

(1) 温度(海平面高 2m)

	Lowest Minimum	Highest Maximum
Temp.	233.68K(-39.47℃)	289.22k (+16.07℃)
Date	11th Jan. 2004	6th Aug. 2009
Diff.	55.54 ℃

(2) 风力(海平面高 10m)

	Lowest Minimum	Highest Maximum
Speed	0.14 m/s	28.5 m/s
Date	17th Feb. 2006	22th Neb. 2000
Diff.	28.36 m/s

(3) 波高

	Lowest Minimum	Highest Maximum
Height	-	6.87 m
Date	-	26th Jan. 2007
Diff.	6.87 m

(4) 周期

	Lowest Minimum	Highest Maximum
Period	1.65 s	14.66 s
Date	-	23th Nob. 2006
Diff.	13.01 s

(5) 波长

	Lowest Minimum	Highest Maximum
Length	4 m	336 m
Date	-	3th Nob. 2006
Diff.	332 m

(6) 潮汐(速度)

	Lowest Minimum	Highest Maximum
Speed	0.0 m/s	0.61 m/s
Date	-	24th Jul. 2010
Diff.	0.61 m/s

(7) 冰河分布比例(一个单元内冰河存在的比例)

	Lowest Minimum	Highest Maximum
Frac- tion	0.0 %	100 %
Date	-	-
Diff.	100 %

(8) 冰河厚度

	Lowest Minimum	Highest Maximum
Thick- ness	0.0 m	2.58 m
Date	-	4th Jul. 2008
Diff.	2.58 m

如果可以利用的话识别出有可能影响海洋平台安装及运营的各种因素，进行50年的长期分析的接近方法可以对最佳设计提供更加有用的根据。并且这种观测基础的数值分析资料不仅可以适用于海洋平台，还可以适用于各种陆地及海上结构物的设计及运用。

参考文献
- ERA REPORT SERIES No.1 Version 2.0, B. Paul et al., 2011
- Data Services Research Data Archive(RDA) CISL/NCAR, Steven Worley & Doug Schuster,

9 April 2014
- The Great Soviet Encyclopedia, 3rd Edition(1970-1979). © 2010 The Gale Group, Inc.
- 自然地理学词典, 韩国地理信息研究协会, 2006. 05.25., Hanul Academy

KR Webzine Vol.109