Ytvattenföroreningar på grund av föroreningar från icke-punktkällor (NPS) har allvarligt försämrat vattenkvaliteten och hotat ekosystemen. Dock, Tidigare forskning har i första hand undersökt NPS-föroreningarna i vattendelare och kustnära floder eller jordar snarare än havsvatten eller vikar utan assimileringsmetoder, vilket resulterar i modellens osäkerhet.

Under de senaste åren har Bohai havet har varit ett av de mest exploaterade områdena i världen, förvärra miljöföroreningarna. Föroreningsmodellering har varit ett effektivt sätt för miljöutvärdering och miljöhantering. Dock, på grund av osäkerheten hos kontrollvariabler, det råder fortfarande osäkerhet i modellerna. 4-D-Var dataassimilering är en av de mest effektiva och kraftfulla metoderna. Baserat på teorin om inversion, 4-D-Var involverar adjoint-metoden, och har fördelen av att assimilera rums-temporärt fördelade observationer i numeriska modeller samtidigt som dynamisk och fysisk konsistens i modellen bibehålls

Som ett steg mot en praktisk och systematisk numerisk modell, denna studie introducerar den adjointe metoden, och tar för första gången Bohaihavet som en fallstudie för att kombinera NPS-termen och initialtillståndsinversion. Topografin för Bohaihavet och rutinövervakningsstationer visas i figur 1.

I en artikel medförfattare av Yongzhi Liu, Youli Shen, Xianqing Lv och Qiang Liu, forskare vid Ocean University of China och Beihai Marine Environmental Monitoring Center Station of State Oceanic Administration som publiceras i Vetenskap Kina Geovetenskap , rapportera att den adjoint-metoden erbjuder ett kraftfullt verktyg för NPS TN-bedömning.

Teamet genomförde experiment för att förbättra modellen. I gradientrelaterade experiment, de fann att den branta anständiga metoden är bättre än L-BFGS-metoden i deras angränsande modell. I idealiska experiment, de rapporterar att deras modell är kapabel att invertera kontrollvariablerna. I praktiska experiment, den presenterar en exakt simulering av TN.

De sammanfattade sina numeriska experiment:"Assimileringen av NPS-term (ST) är viktigare än initialvärdet (IV). Simulerade resultat förbättras ytterligare med den adjoint-metoden. Dessutom, NPS TN är avgörande för TN-simulering. Bohaihavet är allvarligt förorenat i tre vikar."

Till sist, de rapporterar, "Den angränsande modellen är inte specifik för Bohaihavet och kan generaliseras till andra regioner, såsom Beibu-bukten." Denna forskning ger preliminära resultat för NPS-föroreningsuppskattning.