【数值模拟】全流程ROMS海洋数值建模与多尺度耦合模拟——从Linux开发、模式调试到风暴潮-示踪剂综合应用

赵钰老师

于 2025-03-28 10:28:56 发布

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分类专栏：生态环境文章标签：数据分析

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/JNLWLAQ/article/details/146588627

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ROMS（Regional Ocean Modeling System）是一个开源的三维区域海洋模型，由美国罗格斯大学海洋与海岸科学研究所和加利福尼亚大学洛杉矶分校共同开发。以下是关于ROMS模型的详细介绍：

基本信息

语言：Fortran。

开源协议：MIT/X License。

推荐版本：ROMS 3.6。

特点

多尺度模拟能力：能够模拟从全球尺度环流到河川渠道水体运动等多种不同尺度的海洋现象。

高度可定制：用户可以根据研究需求对其参数、边界条件等进行调整。

S坐标系：采用S坐标系（Stretched Terrain-following Coordinates），能够更好地描述流场受到地形的影响。

垂直分层方式：在垂直方向上采用非等比例分层等方式，在温跃层和底边界层等感兴趣层面上有更高的解析度。

水平压力梯度演算：使用新的水平压力梯度演算，在地形变化大的区域，其水平压力梯度计算误差累计明显减少。

模块化设计：包含非线性、切线性、表征切线性和伴随模式，非线性用于模拟预报，其他三个用于模式参数优化。

应用领域

海洋动力学研究：用于模拟海洋环流、潮汐潮流、风暴潮等现象。

海气耦合研究：可用于研究海洋与大气之间的相互作用。

海洋生态研究：在海洋生物、海洋地质以及海冰等领域有广泛应用。

环境保护与资源管理：帮助评估海洋污染、海洋资源分布等。

使用流程

数据准备：将计算所需的文件上传到指定目录。

环境配置：加载ROMS所需的依赖环境。

编译安装：获取ROMS源码并进行编译安装。

任务提交：设置模型参数并提交计算任务。

结果分析：对模拟结果进行可视化分析。

ROMS模型凭借其强大的功能和灵活性，已成为海洋研究领域的重要工具之一。

随着海洋科学的快速发展，海洋数值模拟在科研与实际应用中扮演着越来越重要的角色。ROMS（Regional Ocean Modeling System）作为一种高效、灵活且高度可定制的海洋数值模型，已广泛应用于海洋动力学、环境保护、资源管理等多个领域。深入探讨ROMS在海洋研究中的应用，尤其是在潮汐潮流模拟、风暴潮耦合模拟、以及示踪剂模拟等方面的优势与特点。ROMS的优势在于其高精度的模拟能力和较强的区域适应性，使其成为科研和工程应用中的重要工具。此外，ROMS能够在多学科领域的融合应用中展现强大生命力，提升科研人员对海洋现象的精准理解。

内容充分考虑到当前科研领域的需求，特别是广大海洋研究者对数值建模技术的迫切要求。结合案例，深入的介绍ROMS模型的理论基础、编译部署、前处理系统的构建、模拟过程，以及数据的可视化分析等技术细节，突出了ROMS在科研与业务中的实践应用。

专题一、海洋数值建模理论基础

1.1 海洋数值模拟核心原理

1.2 ROMS模型架构解析

1.3 ROMS多学科应用场景研讨

专题二、Linux系统操作与开发环境构建

2.1 Linux操作系统概述与核心特性

2.2 虚拟化环境搭建：VMware平台介绍

2.3 Shell命令实战训练

2.4 环境变量配置与系统管理

专题三、ROMS编译系统部署

3.1 编译器工具链选型分析