基于卫星测高数据的全球海洋流场产品研究与黑潮监测应用

发布时间：2017-12-17 09:21

  本文关键词：基于卫星测高数据的全球海洋流场产品研究与黑潮监测应用

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【摘要】：海流是海水相对稳定的流动,海流运动对于维持大洋中水文、化学要素以及热盐状况稳定发挥着重要的作用,同时对于气候变化和海气相互交换具有重要的影响。本文基于多源卫星高度计融合数据,并结合散射计海面风场数据,开展了全球海洋流场数据产品研究,并利用地转流产品开展黑潮变异特征的研究,分析了黑潮变异特征的变化规律。具体内容和结论如下:首先,利用卫星高度计数据和散射计风场数据,反演了全球海洋地转流和Ekman流,将两者结合后生成了0.25°×0.25°的逐日的Netcdf格式全球表层流产品,结果表明卫星资料反演的流产品能够较为准确地反映出海表层流场的特征。接着,发展了针对黑潮主轴和边界提取的改进的特征线法,利用制作的20年的地转流场数据提取了整个黑潮流区的黑潮主轴和主流边界位置。提取结果表明,在存在强烈中尺度涡影响的黑潮延伸体区域,改进的特征线法能更好的提取出黑潮主轴和边界的位置,并能有效提取黑潮的沿轴速度、主流宽度、表层水体输运以及路径标准差等特征量。然后,基于黑潮主轴和边界提取结果,对黑潮的沿轴速度、主流宽度、表层水体输运以及路径标准差等特征量进行了分析研究。结果表明黑潮整体的沿轴速度夏秋季较大,最大值可达0.95m/s,冬季较小;黑潮主流宽度在10、11月达到最大值;黑潮表层水体输运在夏季最大,春秋次之,冬季最小。同时,黑潮沿轴速度、主流宽度和表层水体输运的EMD分解结果表明,三者都具有较为显著的年周期、准两年周期和五年周期的变化分量。其中,年周期分量反映了黑潮的季节变化,准五年周期分量反映了黑潮对于厄尔尼诺现象的响应。进一步对黑潮特征量和Nino3指数的相关性进行分析,结果表明黑潮的沿轴速度、表层水体输运与Nino3指数呈正相关性,整体的相关系数均在滞后四个月达到最大值,分别为0.38和0.42。最后,沿黑潮流路分区域对黑潮特征进行分析,结果表明,沿黑潮流向,黑潮的沿轴速度、主流宽度和表层水体输运越大,同时沿轴速度和表层水体输运量最大值出现的时间也越晚,黑潮主轴位置相对于其多年平均的偏离程度越大,且月际间振荡也越强烈。此外,沿着黑潮流向,黑潮沿轴速度和表层水体输运与Nino3指数的相关系数随之减小,且滞后时间随之增加,这表明厄尔尼诺现象对于黑潮的影响随着黑潮的运动,影响力不断降低。此外,对20年月平均的黑潮边界表层水体交换的分析表明,黑潮在台湾东北部冬季有较为明显的向西北陆架区的入侵现象,在东海区域近岸边界和离岸边界不断有表层水汇入黑潮主流区域内,使得黑潮流速在该流段北进过程中不断增大。
【学位授予单位】：国家海洋局第一海洋研究所
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P715.6;P731.2
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本文编号：1299594