近年來，隨著科技的發展，出于對環境保護的重視，以及對海洋資源開發的需求，藍色經濟的概念被愈加提及。藍色經濟是在海洋科技、海洋經濟與海洋文化發展到一定階段而出現的社會經濟現象，它是以海洋經濟為主題，以海帶陸，以陸促海，海陸結合，海陸統籌為特色的區域經濟。
可持續發展是藍色經濟的指導思想，在保護資源，尊重自然的基礎上，把握機會，在全球范圍內推動海洋生產性活動，例如：海洋環境的管理、保護和開發；海洋、沿海和海上工程的產品和服務；可再生海洋能源和場地的勘探；物流和運輸；漁業和娛樂活動。所有這些經營建設活動，都需要使用可靠的高分辨率數據和最適用的模擬軟件作為支撐，在研究范圍內搭建模型，對區域性的共同影響進行模擬復現，全面規劃。
在這種情況下，由意大利SPERI機構資助的智能波項目開發了一個先進的建模框架，為決策者提供可靠的管理服務。目前由西西里地區資助，部分區域已投入開發，建立了包括地中海、墨西哥灣和波斯灣的海洋區域模型。這些模型使用了先進的多用途有限元水動力模型open TELEMAC，生成網格的空間分辨率可選范圍極大，從整個海域數百公里的海岸邊界，到特定位置的水工建筑物，都可以精確描述海洋氣象變化。
建立了三種不同的海洋區域模型來模擬地中海、墨西哥灣和波斯灣的運動特征。該模型使用open TELEMAC中的兩個模塊：用來模擬波浪的TOMAWAC和負責二維水動力的TELEMAC-2D，它們能夠模擬不同尺度下的各種海洋氣象過程。
各區域網格的范圍設置得非常廣泛，凡可能對研究區域產生影響的海域均涵蓋在內。本次研究網格密度設定為5km。建立的三角形網格具有自適應的分辨率，會根據地形和海岸線的特征而輕微改變密度。
首先對模型所在區域進行了大氣壓強敏感性分析，通過與歷史數據的驗證，確定了各區域最適合的壓強數值設置，從而保證不影響后續參數進行率定。
隨著氣象衛星處理圖像效率和計算能力的不斷提高，全球尺度上海洋建模的精度和空間/時間分辨率都在不斷提高。有國際機構和組織開發了多套數據庫，負責收錄全球或局部區域范圍內的海洋氣象信息，能夠提供不同尺度、不同格式的邊界輸入數據。主流的有ERA5, CFSR, COSMO, TPXO。在本案例的三個區域中，會選取最適合的數據集作為輸入數據。
數值模型所采用的水深數據來自最新、最全面的海洋數據庫。數據形式為一些具有高程數據的點集。輸入網格后，open TELEMAC會根據這些點的高程，以及距離岸邊的距離做自動插值，以獲得覆蓋全區域的高程面數據。
在完成模型的基礎設置后，便可進行模擬值與實際觀測值的率定工作，得到各區域最適合的參數值。
A. 地中海區域在研究范圍內有五個水位觀測點，如下圖所示。其中，紅色的是波浪站點，黑色的是水位站點。右側的色條表示水底深度，單位為米。
圖4 地中海區域的站點，及水深分布（紅色點：波浪測站；黑色點：水位測點）
選用ERA5作為邊界輸入數據集,得出模擬計算值后，對各波浪站點進行率定，比較數值為有效波高和波峰重現期。將參數調整至最佳值后，在五天時間里，各站點的模擬值都很好的貼合了實際觀測值的變化曲線，各圖像右上角計算出的相關系數R也可以看出相近程度。下面展示法國的Leucate站。
圖5 波浪站點Leucate的測量值（黑線）與模型結果（藍線）對比
接下來是水位對比結果。趨勢上也幾乎符合，數值相差的部分可能來源于地中海與大西洋的潮汐相互作用，如有必要，可以劃定更大的研究區域，建立統一模型以減少誤差。
圖6 水位站點Trieste處的測量值（黑線）與模型結果（藍線）對比
B.在墨西哥灣進行相似的波浪與水位校準工作。經比較后，墨西哥灣比較適合使用ERA5數據集作為數據輸入。
圖7 墨西哥區域的站點，及水深分布（紅色點：波浪測站；黑色點：水位測點）
在參數校準之后，波浪和水位的變化曲線符合得很好，回歸系數在可接受范圍內
。
圖8 波浪站點42012的測量值（黑線）與模型結果（藍線）對比
圖9 水位站點9500966處的測量值（黑線）與模型結果（藍線）對比
C.在波斯灣進行波浪與水位校準工作。由于波斯灣邊界相對平整，且長度足夠，使用模型與邊界定義相對整齊的TPXO輸入數據集比較好。
圖10 墨西哥區域的站點，及水深分布
（
紅
色點：
波浪測站；
黑色點：
水位
測點）
圖11 波浪站點P3的測量值（黑線）與模型結果（藍線）對比
圖12 水位站點P00處的測量值（黑線）與模型結果（藍線）對比
借助open TELEMAC在世界三個海域進行模擬，將得到的海洋氣象模擬值與實測值進行比較率定，得到了適合各區域的一系列特性參數，以便
進行
以后的海洋氣象預測計算。通過在遠海設置粗網格，近海處加密網格的方法，在保證計算速度的同時，有效保障了模擬的精度，與近海處的測站比較時，吻合程度很高。在數百公里的空間尺度上，能達到如此的準確程度，也是依賴于open TELEMAC良好的網格計算收斂性，以及自主調整各參數的靈活配置能力。
通過對比短時間的水位與波浪，能夠證明建立的海洋氣象模型可以對世界上三個不同地區的海浪狀況進行穩健的預測。在對計算結果的比較中，發現了使用區域模型來預測潮汐波動的局限性，進而提出了使用全球范圍演化模型的方法，對預測結果準確性起到了提升作用，在后續研究中，也將就此進行探索。
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