Verontreiniging van oppervlaktewater als gevolg van verontreinigende stoffen uit niet-puntbronnen (NPS) heeft de waterkwaliteit ernstig aangetast en ecosystemen bedreigd. Echter, eerder onderzoek heeft voornamelijk de NPS-verontreinigende stoffen in stroomgebieden en kustrivieren of bodems onderzocht in plaats van zeewater of baaien zonder assimilatiemethoden, wat resulteert in de onzekerheid van het model.

In recente jaren, de Bohai Zee een van de meest geëxploiteerde gebieden ter wereld is geweest, milieuvervuiling verergeren. Vervuilingsmodellering heeft een effectief middel opgeleverd voor milieu-evaluatie en -beheer. Echter, vanwege de onzekerheid van de controlevariabelen, er is nog onzekerheid in de modellen. 4-D-Var-gegevensassimilatie is een van de meest effectieve en krachtige benaderingen. Op basis van de theorie van inversie, 4-D-Var omvat de adjoint-methode, en heeft het voordeel dat het ruimte-tijdelijk gedistribueerde waarnemingen kan verwerken in numerieke modellen, terwijl de dynamische en fysieke consistentie binnen het model behouden blijft

Als een stap in de richting van een praktisch en systematisch numeriek model, deze studie introduceert de adjoint methode, en neemt voor het eerst de Bohai Zee als een case study voor het combineren van de NPS-term en initiële conditie-inversie. De topografie van de Bohai-zee en routinematige meetstations worden getoond in figuur 1.

In een artikel geschreven door Yongzhi Liu, Youli Shen, Xianqing Lv en Qiang Liu, wetenschappers aan de Ocean University of China en Beihai Marine Environmental Monitoring Center Station of State Oceanic Administration, dat is gepubliceerd in: Wetenschap China Aardwetenschappen , melden dat de adjoint-methode een krachtig hulpmiddel biedt voor NPS TN-beoordeling.

Het team voerde experimenten uit om het model te verbeteren. In gradiëntgerelateerde experimenten, ze ontdekten dat de steile fatsoenlijke methode beter is dan de L-BFGS-methode in hun aangrenzende model. In ideale experimenten, ze melden dat hun model in staat is om de controlevariabelen om te keren. Bij praktijkexperimenten het presenteert een nauwkeurige simulatie van TN.

Ze vatten hun numerieke experimenten samen:"De assimilatie van de NPS-term (ST) is belangrijker dan die van de initiële waarde (IV). Gesimuleerde resultaten worden verder verbeterd met de adjoint-methode. Bovendien, NPS TN is essentieel voor TN-simulatie. De Bohai Zee is ernstig vervuild in drie baaien."

Eindelijk, zij rapporteren, "Het aangrenzende model is niet specifiek voor de Bohai-zee en kan worden veralgemeend naar andere regio's, zoals de Golf van Beibu." Dit onderzoek levert voorlopige resultaten op voor de schatting van de NPS-verontreiniging.