日前，以天津大学海洋科学与技术学院海洋科学系2018级本科生李美莲为第一作者，海洋科学系主任李威教授为通讯作者，题为《基于演化算符的南海海面高度异常中长期统计预报》的论文被国内地学领域T1等级期刊《海洋学报》录用，该研究获国家自然科学基金资助。

水下移动平台行动时需要1～3个月左右的海洋数值预测预报结果，但是当前数值预报技术受对应的气象驱动场预报时效的限制，难以提供10天以上的数值预报产品。鉴于海水在动力热力上具有较大的惯性，海洋内区有其自身的演化规律，该研究设计了一种基于演化算符的统计预测方法，利用历史卫星遥感资料构建海洋状态变量中长期演化矩阵，并结合惯性预报模型，构建了最终的南海海洋中长期统计预报模型，能够提供0～60天逐日的南海海面高度异常预测结果。基于该方法的南海中长期预测试验结果表明，该方法能够较为快捷、合理地提供预报时长为0～60天的中长期预测，优于常规的惯性预测和气候态预测结果(图1和图2)。

图1 海面高度异常SSHa预测结果与卫星观测结果相对于预测起始点的增量

图2 四种预报方法与真实值的相关系数和均方根误差

以该论文成果作为基础，项目团队参加了第十六届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛，并获天津大学校赛一等奖和天津市赛特等奖。学生团队队长为海洋科学系2018级本科生李美莲，团队成员包括金慕君、纪增华、何建鑫、武嘉琪、耿倩倩、韩雨辰、郭晓娅，均为海洋科学与技术学院2018级本科生，指导老师为李威教授和韩桂军教授。

队员们在比赛过程中不断修改与完善参赛作品，在原有的研究基础上进行了延伸实验，将上述基于演化算符的预报方法应用于海面高度异常和海面温度的中长期统计预测，并将这些海面信息的预测结果进一步向水下投影，构造出水下的三维温度、盐度和海流，实现了南海海洋环境多要素中长期统计预报。最后，团队成员设计了一套完整的可视化操作系统，完成了理论研究、技术攻关以及准业务化系统的研发。

图3 “挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛市级决赛现场

该研究成果是在学院老师的具体指导下，通过学院2018级多位本科生的共同努力而取得的，无论是在学术研究还是科创竞赛方面，都展现出天津大学海洋科学与技术学院学生怀揣的海洋强国梦以及争做海洋强国建设者的赤子之心。