La contamination des eaux de surface due aux polluants de source diffuse (NPS) a gravement dégradé la qualité de l'eau et menacé les écosystèmes. Cependant, des recherches antérieures ont principalement examiné les polluants NPS dans les bassins versants et les rivières ou les sols côtiers plutôt que dans l'eau de mer ou les baies sans méthodes d'assimilation, ce qui entraîne l'incertitude du modèle.

Dans les années récentes, la mer de Bohai a été l'une des zones les plus exploitées au monde, exacerbant la pollution de l'environnement. La modélisation de la pollution a fourni un moyen efficace d'évaluation et de gestion de l'environnement. Cependant, en raison de l'incertitude des variables de contrôle, il y a encore de l'incertitude dans les modèles. L'assimilation de données 4-D-Var est l'une des approches les plus efficaces et les plus puissantes. Basé sur la théorie de l'inversion, 4-D-Var implique la méthode adjointe, et a l'avantage d'assimiler des observations spatio-temporelles distribuées dans des modèles numériques tout en maintenant une cohérence dynamique et physique au sein du modèle

Comme étape vers un modèle numérique pratique et systématique, cette étude introduit la méthode adjointe, et prend pour la première fois la mer de Bohai comme étude de cas pour combiner le terme NPS et l'inversion des conditions initiales. La topographie de la mer de Bohai et les stations de surveillance de routine sont illustrées à la figure 1.

Dans un article co-écrit par Yongzhi Liu, Youli Shen, Xianqing Lv et Qiang Liu, des universitaires de l'Ocean University of China et de la station du Centre de surveillance de l'environnement marin de Beihai de l'Administration océanique d'État, publiée dans Science Chine Sciences de la Terre , rapportent que la méthode adjointe offre un outil puissant pour l'évaluation du NPS TN.

L'équipe a mené des expériences pour améliorer le modèle. Dans les expériences liées au gradient, ils ont trouvé que la méthode de la pente décente est meilleure que la méthode L-BFGS dans leur modèle adjoint. Dans des expériences idéales, ils rapportent que leur modèle est capable d'inverser les variables de contrôle. Dans des expériences pratiques, il présente une simulation précise de TN.

Ils ont résumé leurs expériences numériques :« L'assimilation du terme NPS (ST) est plus importante que celle de la valeur initiale (IV). Les résultats simulés sont encore améliorés avec la méthode adjointe. De plus, NPS TN est essentiel pour la simulation TN. La mer de Bohai est gravement polluée dans trois baies."

Finalement, ils rapportent, "Le modèle adjoint n'est pas spécifique à la mer de Bohai et peut être généralisé à d'autres régions, comme le golfe de Beibu. » Cette recherche fournit des résultats préliminaires pour l'estimation des polluants NPS.