[发明专利]一种涡旋三维信息的合成方法

说明书

本发明的目的在于提供一种涡旋三维信息的合成方法，本发明所采用的技术方案是基础数据准备，包括Argo数据、气候态温盐场数据、气候态数据、计算地转流和海流垂直速度剪切所需数据；进行涡旋合成：为了揭示涡旋的水平与垂直结构，需要把从卫星高度计数据中探测到的涡旋信号与Argo温盐数据结合起来。

技术领域

本发明属于海洋信息技术领域，涉及一种涡旋三维信息的合成方法。

背景技术

目前中尺度涡旋的研究大都集中在涡旋的特征(e.g.王桂华,2004；林鹏飞,2005；陈更新,2012；杨光,2013)及时空变化(e.g.Wang et al.,2003；Wu and Chiang,2007)、涡旋的产生和演化(e.g.D.Wang et al.,2008；G.Wang et al.,2008；Zhuang et al.,2010)以及中尺度涡旋和黑潮的关系(Jia and Liu,2004)等几个方面，关于涡旋运动对浮游植物变化的影响方面的研究大都借助卫星海面高度资料提取表层流信息(e.g.Chelton et al,2011；F.Liu et al,2013)，由于卫星无法提供任何涡旋次表层深度上的信息(Qiu andChen，2010)，因此，本项目拟通过对涡旋内的Argo剖面数据进行合成分析来获取涡旋的三维立体信息，以评估次表层洋流对营养盐及浮游生物分布的影响。此外，为了探究物理海洋过程对生物过程的影响，本项目借助经典统计分析方法及基于转移熵的时间序列分析方法对中尺度涡旋时间序列和叶绿素浓度时间序列进行统计分析，探求海洋参数间的耦合关系。尽管近年来的研究多强调生物过程与物理过程耦合的重要性，但二者关系目前还不是很清楚。希望本项目的实施能给相关研究者起到抛砖引玉的作用。此外，从海洋可持续开发利用来讲，西北太平洋海洋动力环境不仅影响该海区的海洋生态环境与资源，而且对中国近海，特别是我国的渤黄东海的物理及生态环境产生重要影响。本项目在海洋经济发展大背景下提出，符合我国海洋经济发展的规划，项目的实施可为我国水产养殖、海洋渔业、海洋运输、海上石油钻井平台以及生态系统恢复等提供海洋动力数据支撑。

发明内容

本发明的目的在于提供一种涡旋三维信息的合成方法，本发明所采用的技术方案是基础数据准备，包括Argo数据、气候态温盐场数据、气候态数据、计算地转流和海流垂直速度剪切所需数据；进行涡旋合成：为了揭示涡旋的水平与垂直结构，需要把从卫星高度计数据中探测到的涡旋信号与Argo温盐数据结合起来。

进一步，Argo数据采用的Argo数据是由法国科里奥利全球数据中心网站所提供的Argo剖面数据。

进一步，气候态温盐场数据：为了得到合成涡旋的温盐以及速度结构，用涡旋内部的Argo温盐剖面数据减去气候态温盐数据剖面得到涡旋内部位势温度异常，盐度异常及动力高度异常。

进一步，在涡旋三维结构提取中使用的气候态数据是由美国国家海洋数据中心提供的World Ocean Atlas 2009温盐数据，WOA09数据集提供的是空间水平分辨率为1°×1°的经过客观分析的标准层温盐场数据。WOA09数据包括年平均以及月平均两种版本。

进一步，计算地转流和海流垂直速度剪切所需数据：用于计算地转流和海流垂直速度剪切的数据是由日本海洋研究开发机构提供的Grid Point Value of the MonthlyObjective Analysis格点化数据集。

进一步，对于每一个Argo浮标，其位势温度异常、盐度异常、动力高度异常和位势密度异常都通过减去气候态剖面数据得到，然后，所有的位温、盐度、动力高度、密度，以及位温异常、盐度异常、动力高度异常和位密异常都被转化到涡旋的相对坐标系内，并按照反距离权重法插值到10km×10km的网格点上，最后经过四分位法检测，所有小于一分位三倍或大于三分位三倍的数据都被舍弃。

附图说明

图1是全球Argo浮标分布示意图。

具体实施方式