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利用卫星观测海面信息反演三维温度场 总被引：3，自引：0，他引：3
基于历史观测的温盐剖面资料,采用回归分析方法统计出海面温度异常、海面动力高度异常与温度剖面异常之间的相关关系;然后利用高分辨率的卫星遥感海表面温度(SST)和卫星观测海面高度(SSH)信息重构了三维海洋温度场。在台湾岛周边海域建立了时间分辨率为天、空间分辨率为0.25°×0.25°的三维温度分析场。通过与实测资料的比较分析,文章所构建的分析场能够较好地描述海洋三维温度场的结构特征,能够较为真实地反映海洋的中尺度变化过程。该分析场可以作为海洋数值模式的初始场,也可以作为伪观测同化到海洋数值再分析和预报系统中,进而改善三维温、盐、流的数值再分析和预报。 相似文献
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基于ROMS模式的南海SST与SSH四维变分同化研究 总被引：1，自引：0，他引：1
卫星遥感观测获得了大量高分辨率的海面实时信息，包括海面温度（SST）和海面高度（SSH）等，同化进入数值模式可有效提升模拟精度。本文基于ROMS模式与四维变分同化方法（4DVAR），使用AVHRR SST和AVISO SSH数据，开展了南海区域同化实验。为检验同化的效果，分别利用HYCOM再分析资料和Argo温盐实测数据分析了同化结果的海面高度、流场及温盐剖面的精度。对比结果表明，SST和SSH的同化能够改善ROMS的模拟结果:同化后海面高度场能够更为准确地捕捉海洋的中尺度特征，与HYCOM海面高度再分析资料相比，平均绝对偏差和均方根误差分别为0.054 m和0.066 m；与HYCOM 10 m层流场相比，东向与北向流速平均绝对偏差分别为0.12 m/s和0.11 m/s，相比未同化均提升约0.01 m/s；温盐同化结果与Argo温盐实测具有较高的一致性，温度和盐度平均绝对偏差为0.45℃、0.077，均方根误差为0.91℃、0.11，单个的温盐廓线对比说明，同化结果与HYCOM再分析资料精度相当。 相似文献
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中国海及邻近海域卫星观测资料同化试验 总被引：4，自引：0，他引：4
利用1个基于POMgcs海洋模式和多重网格三维变分同化方法建立的中国海及邻近海域海面高与三维温盐流数值预报模型,通过一系列数值试验,研究了同化卫星测高和卫星遥感海面温度观测资料对该模型预报能力的影响。试验结果表明,同化卫星测高资料可明显改善海面高度与三维温度和盐度的分析预报效果,使1 200 m以上的温度预报误差减小0.16℃,并能有效提高对海洋中尺度现象的预报能力;同化卫星遥感海面温度对100 m以上的温度和盐度的预报效果有所改善,可使海面温度的预报误差减小10%。 相似文献
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充分融合使用卫星遥感与现场观测信息，构建高质量的水下温盐场是海洋科学研究发展的前沿课题。目前，绝大多数同化系统使用的同化方案，均需要假设要素在海表与水下存在某种人为预先设定的关系，从而导致得到的温盐分析场人为性较强，不能完全客观地反映真实的海洋状态。本研究提出了一种不做任何关系假设，仅依靠不同种类的观测资料在时间和空间上的相互补充作用，融合卫星遥感与现场观测资料，进行时空四维多尺度分析的方案。通过与分别单独同化这两类观测资料的试验结果相比，该方案既可以得到较精准的温盐剖面结构特征，又能够反映出海面中尺度变化的细节信息，最大化地提取了观测资料中的多尺度信息，实现了“1+1> 2”的效果，构建了完全客观的温盐分析场。研究结果还表明，同化卫星遥感海表面盐度资料可以有效改善温度和盐度的分析，证明了海表面盐度观测在温盐同化中的重要性。 相似文献
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集合卡尔曼滤波(Ensemble Kalman filter, EnKF)是一种国内外广泛使用的海洋资料同化方案, 用集合成员的状态集合表征模式的背景误差协方差, 结合观测误差协方差, 计算卡尔曼增益矩阵, 有效地将观测信息添加到模式初始场中。由于季节、年际预测很大程度上受到初始场的影响, 因此资料同化可以提高模式的预测性能。本文在NUIST-CFS1.0预测系统逐日SST nudging的初始化方案上, 利用EnKF在每个月末将全场(full field)海表温度(sea surface temperature, SST)、温盐廓线(in-situ temperature and salinity profiles, T-S profiles)以及卫星观测海平面高度异常(sea level anomalies, SLA)观测资料同化到模式初始场中, 对比分析了无海洋资料同化以及加入同化后初始场的区别、加入海洋资料同化后模式提前1~24个月预测性能的差异以及对于厄尔尼诺-南方涛动(El Niño-southern oscillation, ENSO)预测技巧的影响。结果表明, 加入海洋资料同化能有效地改进初始场, 并且呈现随深度增加初始场改进越显著的特征。加入同化后, 对全球SST、次表层海水温度的平均预测技巧均有一定的提高, 也表现出随深度增加预测技巧改进越明显的特征。但加入海洋资料同化后, 模式对ENSO的预测技巧有所下降, 可能是由于模式误差的存在, 使得同化后的预测初始场从接近观测的状态又逐渐恢复到与模式动力相匹配的状态, 加剧了赤道太平洋冷舌偏西、中东部偏暖的气候平均态漂移。 相似文献
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基于变分理论算法实现了METOP-A卫星AVHRR传感器探测数据的海洋表面温度变分反演，进行了连续1个月的海表温度反演试验，并分别从全球、分纬度带和天气系统活跃区域3个方面，将变分反演结果（VAR SST）与利用统计回归方法反演相同卫星得到的海表温度产品（GBL SST）、其他海温融合产品（OISST）及实际浮标观测数据等进行一系列评估。从全球评估指标看出，以OISST为参照，VAR SST要优于GBL SST；以浮标观测为参照，VAR SST略逊于GBL SST，而且VAR SST还改进了GBL SST随时间波动大的缺点；从分纬度带对比看出，在与OISST对比时，VAR SST在低纬度地区和北半球中纬度地区的质量要优于GBL SST，海温反演精度较高。研究还表明，由于变分方法考虑了大气状态的变化，能够更加有效订正卫星遥感过程中大气的削弱作用，从而反演出精度更高的海表温度，尤其在天气系统较为复杂的区域效果明显。 相似文献
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台风"苏力"是2013年最强的台风之一。本文利用再分析资料、卫星遥感资料及ARGO浮标数据等分析了台风过境所引起的海表面温度(SST)、海表面高度异常(SLA)以及海洋次表层温、盐的变化规律,给出了上层海洋对台风响应的基本特征。台风所经过的海域都存在着明显的降温,在冷涡区域引起了6~7℃的海表温度的冷却,降温区域集中在路径的右侧。台风造成SLA降低,最大为20cm左右。海表温度的变化滞后于海面高度的变化。ARGO浮标数据显示,台风引起了海面的显著降温,最大降温幅度为5℃,位于冷涡内,且位于路径的右侧。路径左侧的SST的降低相对较小,为1.5~2.5℃。台风的扰动导致次表层水涌升到表层,改变了表层的盐度和密度,引起混合层加深。 相似文献
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提出了一个基于上一年逐月三维再分析温盐场和第二年月平均卫星观测数据,包括海表温度SST(Sea Surface Temperature),海面高度异常SLA(Sea Level Anomaly),来推算区域海洋三维温度场的方法。选取西太平洋区域作为验证算法有效的海区。该三维水域的水平海域范围设定为:30°N～50°N,140°W～180°W,水平分辨率为1°;深度方向为从海表至-1 000 m,划分为19层。重构的第一步是利用上一年的逐月的温盐场,在该三维空间的每个网格点上建立一个温度和卫星观测的海表温度、海面位势高度的回归方程。根据该回归方程和第二年的卫星观测数据可以得到第二年的该区域的三维温度场。第二步把相同月份的该区域存在的Argo温度廓线同化进重构的温度场来提高重构的精度。重构的2015、2016年的温度场和CMEMS(Copernicus Marine Environment Monitoring Service)提供的再分温度场的相关系数分别达到了0.992 9和0.991 2,均方根误差为0.79和0.89℃;在-200 m以深的区域,均方根差异小于1℃,-200 m以浅的区域,均方根差异在1～2℃。表明该重构方法是合理有效的,所以基于第一年的温盐三维数据和第二年的卫星观测的海表数据可以重构第二年的三维温度场。 相似文献
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An ensemble optimal interpolation (EnOI) data assimilation method is applied in the BCC_CSM1.1 to investigate the impact of ocean data assimilations on seasonal forecasts in an idealized twin experiment framework. Pseudo-observations of sea surface temperature (SST), sea surface height (SSH), sea surface salinity (SSS), temperature and salinity (T/S) profiles were first generated in a free model run. Then, a series of sensitivity tests initialized with predefined bias were conducted for a one-year period; this involved a free run (CTR) and seven assimilation runs. These tests allowed us to check the analysis field accuracy against the “truth”. As expected, data assimilation improved all investigated quantities; the joint assimilation of all variables gave more improved results than assimilating them separately. One-year predictions initialized from the seven runs and CTR were then conducted and compared. The forecasts initialized from joint assimilation of surface data produced comparable SST root mean square errors to that from assimilation of T/S profiles, but the assimilation of T/S profiles is crucial to reduce subsurface deficiencies. The ocean surface currents in the tropics were better predicted when initial conditions produced by assimilating T/S profiles, while surface data assimilation became more important at higher latitudes, particularly near the western boundary currents. The predictions of ocean heat content and mixed layer depth are significantly improved initialized from the joint assimilation of all the variables. Finally, a central Pacific El Ni?o was well predicted from the joint assimilation of surface data, indicating the importance of joint assimilation of SST, SSH, and SSS for ENSO predictions. 相似文献
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In this study, sea surface salinity(SSS) Level 3(L3) daily product derived from soil moisture active passive(SMAP)during the year 2016, was validated and compared with SSS daily products derived from soil Moisture and ocean salinity(SMOS) and in-situ measurements. Generally, the root mean square error(RMSE) of the daily SSS products is larger along the coastal areas and at high latitudes and is smaller in the tropical regions and open oceans. Comparisons between the two types of daily satellite SSS product revealed that the RMSE was higher in the daily SMOS product than in the SMAP, whereas the bias of the daily SMOS was observed to be less than that of the SMAP when compared with Argo floats data. In addition, the latitude-dependent bias and RMSE of the SMAP SSS were found to be primarily influenced by the precipitation and the sea surface temperature(SST). Then, a regression analysis method which has adopted the precipitation and SST data was used to correct the larger bias of the daily SMAP product. It was confirmed that the corrected daily SMAP product could be used for assimilation in high-resolution forecast models, due to the fact that it was demonstrated to be unbiased and much closer to the in-situ measurements than the original uncorrected SMAP product. 相似文献
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A case study on the cyclonic eddy generated by the tropical cyclone looping over the northern South China Sea (NSCS) is presented, using TOPEX/POSEIDON altimeter data and AVHRR sea surface temperature (SST) data.Three cases relating to the tropical cyclone events (Typhoon Kai-Tak in July 2000, Tropical Storm Russ in June 1994and Tropical Storm Maria in August-September 2000) over the NSCS have been analyzed. For each looping tropical cyclone case, the cyclonic eddy with an obvious sea level depression appears in the sea area where the tropical cyclone takes a loop form, and lasts for about 2 weeks with a slight variation in location. The cold core with the SST difference greater than 2 ℃ against its surrounding areas is also observed by the satellite-derived SST data. 相似文献
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Detection of cyclonic eddy generated by looping tropical cyclone in the northern South China Sea: a case study 总被引：4，自引：3，他引：4
A case study on the cyclonic eddy generated by the tropical cyclone looping over the northern South China Sea (NSCS) is presented, using TOPEX/POSEIDON altimeter data and AVHRR sea surface temperature (SST) data. Three cases relating to the tropical cyclone events (Typhoon Kai-Tak in July 2000, Tropical Storm Russ in June 1994 and Tropical Storm Maria in August-September 2000) over the NSCS have been analyzed. For each looping tropical cyclone case, the cyclonic eddy with an obvious sea level depression appears in the sea area where the tropical cyclone takes a loop form, and lasts for about 2 weeks with a slight variation in location. The cold core with the SST difference greater than 2℃against its surrounding areas is also observed by the satellite-derived SST data. 相似文献
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提高海洋表层流的精度与分辨率对于相关应用领域至关重要。研究引入海表面温度(sea surface temperature,SST)信息对高度计导出流场的改进效果,计算了2018年每日无间隔的全球海洋表层流速度。通过增加热量守恒方程约束,引入卫星测温产品,在地转流基础上生成表层流产品,并与现场漂流浮标速度比较,评估了使用多源卫星遥感获取海流的质量。研究表明,本文方法在不改变沿等温线的切向流速分量的前提下,沿等温线的法向流速分量得到了改进,方法能充分利用海表温度信息提取流场特征信息;方法不适用于海表面温度梯度较小区域,在梯度较大区域可获得明显改进;优化流场能更好地刻画海面海流变化,证明结合卫星测高与卫星测温可改善海洋表层流动;存在强烈中尺度活动和热梯度区域,增加SST观测能够弥补测高资料的不足。 相似文献
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The impact of assimilating Argo data into an initial field on the short-term forecasting accuracy of temper- ature and salinity is quantitatively estimated by using a forecasting system of the western North Pacific, on the base of the Princeton ocean model with a generalized coordinate system （POMgcs）. This system uses a sequential multigrid three-dimensional variational （3DVAR） analysis scheme to assimilate observation da- ta. Two numerical experiments were conducted with and without Argo temperature and salinity profile data besides conventional temperature and salinity profile data and sea surface height anomaly （SSHa） and sea surface temperature （SST） in the process of assimilating data into the initial fields. The forecast errors are estimated by using independent temperature and salinity profiles during the forecasting period, including the vertical distributions of the horizontally averaged root mean square errors （H-RMSEs） and the horizontal distributions of the vertically averaged mean errors （MEs） and the temporal variation of spatially averaged root mean square errors （S-RMSEs）. Comparison between the two experiments shows that the assimila- tion of Argo data significantly improves the forecast accuracy, with 24% reduction of H-RMSE maximum for the temperature, and the salinity forecasts are improved more obviously, averagely dropping of 50% for H-RMSEs in depth shallower than 300 m. Such improvement is caused by relatively uniform sampling of both temperature and salinity from the Argo drifters in time and space. 相似文献
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2006年夏季粤东至闽南近岸海域上升流的特征 总被引：3，自引：0，他引：3
利用2006年夏季粤东至闽南近岸海域海水的实测温度、盐度资料和海表温度、叶绿素0含量的卫星遥感资料,分析了该海域的上升流现象．结果表明：上升流区水体具有低温、高盐特征,其中心区域位于汕头至东山一带近岸海域．在汕头以西海域,外海深层低温高盐水沿海底地形向岸爬升形成上升流．汕头以东近岸海域的上升流为爬升至惠来近岸的外海水随沿岸流向东北方向运动,并在各地沿海底地形爬升所致．研究海域上升流区的水体属同一来源,均来自汕头西南外海．汕头以东近岸海域的上升流强度大于汕头以西,水温低于23．0℃、盐度高于34．00的外海水仅爬升至汕头以西近岸海表以下25m左右,但可出现在汕头以东近岸10m以浅海域．以研究海域海表温度低于27．5℃的沿岸低温区的面积来反映上升流的强度,通过对海表温度遥感数据的分析可知：7月初至7月中旬和7月28日至8月上旬,低温区域面积较大且较为稳定,上升流强度较大;7月19—27日期间和8月中旬以后,低温区域面积较小或短暂消失,上升流强度较弱．该上升流在2006年7—8月期间经历了强一弱-强．弱的短期变化过程． 相似文献