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Accès ouvert déclaré 2022 article

Variational Assimilation of Surface Wave Data for Bathymetry Reconstruction. Part II: Second Order Adjoint Sensitivity Analysis

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Rattachement africain : se, Ouganda, Tunisie, ca. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Data assimilation methods have been proposed as a technique for reconstructing ocean bathymetry from observations of surface waves. To better understand this technique, we use second order adjoint (SOA) variational analysis to derive the sensitivity of the surface wave error to perturbations in the observations (such as their number, spacing and position relative to bathymetry profiles), given the reconstructed bathymetry. We apply SOA to the data assimilation scheme for the one-dimensional shallow water equations for bathymetry detection introduced in Khan and Kevlahan (2021). We derive the Hessian of a cost function J representing the error between forecast surface wave and the observations. We then use SOA to derive the sensitivity of the surface wave error given the reconstructed bathymetry to perturbations in the observations for both a compactly supported Gaussian bathymetry, and a sandbar profile bathymetry. We investigate the correlation between (i) low sensitivity of the surface wave given the reconstructed bathymetry, to the observations, and (ii) the error in the bathymetry reconstruction, as well as the sensitivity of the data assimilation scheme to perturbations of its parameters. Additionally, we determine whether the conclusions in Khan and Kevlahan (2021) for bathymetry reconstruction can be verified by the present sensitivity analysis. We observe that relatively large errors in the bathymetry reconstruction and large relative amplitudes of the Gaussian and sandbar bathymetry profiles are associated with higher sensitivity of the surface wave reconstruction error to the observations. However, sensitivity decreases when the observation network has a greater coverage of the bathymetry. Significantly, the sensitivity of the surface wave to the observations is orders of magnitude lower than the bathymetry reconstruction error itself. These results suggest optimal configurations of surface wave observations, help minimise costs for making observations, and could enhance the accuracy of tsunami models.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Variational Assimilation of Surface Wave Data for Bathymetry Reconstruction. Part II: Second Order Adjoint Sensitivity Analysis
Date Crossref
01/01/2022
Éditeur
Stockholm University Press
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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