中尺度涡旋的统计特征及其温盐场的反演方法研究
发布时间：2020-12-30 05:11
中尺度涡旋在全球海洋中普遍存在,作为海洋中重要的物理过程之一,其统计特征和垂向结构是近年来海内外学者们研究的重点。中尺度涡旋对海洋当中的动力过程、能量物质输运、以及一些生物化学过程都起着十分关键的作用,进而影响着大洋环流以及温度、盐度的水平和垂直分布特征。因此,中尺度涡旋具有非常高的研究和应用价值,它不仅体现在海洋动力学等理论研究中,还体现在国防军事等实际应用中。基于三个独立的中尺度涡旋数据集,我们提取并统计了1993-2018年全球海洋的中尺度涡旋,详细分析了它们的统计特征,对不同区域的中尺度涡旋基本特征进行了对比;利用四种概率密度函数对涡旋的振幅、半径、旋转速度和罗斯贝数的分布直方图进行拟合,发现对数正态分布能更好的描述涡旋特征的概率分布。在此基础上,以南海北部至吕宋海峡东侧海区为例,结合多年的历史温盐剖面现场观测数据和卫星遥感得到的海面温度（SST）、海面高度（SSH）数据,对三维海洋温盐场进行了扩展,利用观测数据检验了扩展温盐场的可靠性和有效性,并通过三维温度场的结构特征及变化刻画了海面以下的中尺度涡旋特征。首先,本文给出了全球海洋中尺度涡旋的振幅、半径、旋转速度和罗斯贝数的分...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院海洋研究所)山东省
【文章页数】：105 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
993年至2008年全球中尺度涡旋平均EKE的分布（5°N-5°S除外）
16图 2.2 1993 年至 2008 年全球 16 周以上中尺度涡旋的生成和消亡位置分布（Chelton et al.,2011）Figure 2.2 Origination and termination of eddies with lifetime over 16 weeks in the globalocean（Chelton et al., 2011）第二个涡旋数据是基于一种自动探测方法所获得的涡旋数据（Liu et al., 2012；Dong et al., 2011, 2014； Nencioli et al., 2010），其时间分辨率为 7 天，空间分辨率为 0.25°×0.25°。该方法以涡旋的运动学特征作为探测基础，已经在海洋数值模式当中得到了非常广泛地应用。在以局部平均速度移动的参考系中，涡旋被定义为水平流动特征，其相对速度矢量围绕涡旋中心旋转，中心位置的速度值最小，切向速度随着距中心位置的距离线性增加，并在涡旋边缘某一位置达到最大值，
图 2.3 全球中尺度涡旋振幅（a）、半径（b）、旋转速度（c）和罗斯贝数（d）的分布直方图。红色和蓝色分别为反气旋涡和气旋涡，红色、绿色、天蓝色和黑色实线分别表示正态分布、瑞利分布、伽马分布和对数正态分布的拟合曲线Figure 2.3 Histograms of eddy Amplitude (a), Radius (b), Rotation speed (c) and Rossbynumber (d) data in the global ocean, respectively. Red and blue bars indicate anticyclonicand cyclonic eddies. Lines with different colours represent the fitting curves of the normal,Rayleigh, gamma and lognormal distributions
【参考文献】：
期刊论文
[1]南海上层中尺度涡统一三维结构[J]. 郑堃,林霄沛,朱亚楠. 海洋与湖沼. 2018(03)
[2]南海中尺度涡温盐异常三维结构[J]. 谢旭丹,王静,储小青,程旭华. 海洋学报. 2018(04)
[3]小样本定数截尾场合下威布尔和对数正态分布的拟合检验[J]. 徐晓岭,王蓉华,顾蓓青. 数理统计与管理. 2017(05)
[4]Argo、GTSPP与WOD数据集及其应用中需注意的若干问题[J]. 纪风颖,林绍花,万芳芳,董明媚,刘玉龙. 海洋通报. 2016(02)
[5]东海断面调查数据的最优插值同化试验[J]. 赵强,蔡燕红,何善方,何琴燕. 海洋通报. 2015(03)
[6]利用遥感SST反演上层海洋三维温度场[J]. 张春玲,许建平,鲍献文,王振峰,刘增宏,孙朝辉. 海洋与湖沼. 2014(01)
[7]斜压罗斯贝变形半径优化的误差相关尺度及其对最优插值效果的改进[J]. 王公杰,张韧,陈建,王辉赞,王璐华. 海洋学报(中文版). 2014(01)
[8]南海三维动态温盐场重构系统的设计与实现[J]. 毛庆文,储小青,严幼芳,齐义泉,王东晓,龚建忠,蔡东明,吴忠鼎,潘长明. 热带海洋学报. 2013(06)
[9]海洋中尺度涡的机械能及其源汇研究[J]. 尚晓东,徐驰,陈桂英,练树民. 热带海洋学报. 2013(02)
[10]南海及西北太平洋卫星高度计资料分析:海洋中尺度涡统计特征[J]. 林宏阳,胡建宇,郑全安. 台湾海峡. 2012(01)
博士论文
[1]西北太平洋中尺度涡旋研究[D]. 杨光.中国科学院研究生院（海洋研究所） 2013
本文编号：2947051
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院海洋研究所)山东省
【文章页数】：105 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
993年至2008年全球中尺度涡旋平均EKE的分布（5°N-5°S除外）
16图 2.2 1993 年至 2008 年全球 16 周以上中尺度涡旋的生成和消亡位置分布（Chelton et al.,2011）Figure 2.2 Origination and termination of eddies with lifetime over 16 weeks in the globalocean（Chelton et al., 2011）第二个涡旋数据是基于一种自动探测方法所获得的涡旋数据（Liu et al., 2012；Dong et al., 2011, 2014； Nencioli et al., 2010），其时间分辨率为 7 天，空间分辨率为 0.25°×0.25°。该方法以涡旋的运动学特征作为探测基础，已经在海洋数值模式当中得到了非常广泛地应用。在以局部平均速度移动的参考系中，涡旋被定义为水平流动特征，其相对速度矢量围绕涡旋中心旋转，中心位置的速度值最小，切向速度随着距中心位置的距离线性增加，并在涡旋边缘某一位置达到最大值，
图 2.3 全球中尺度涡旋振幅（a）、半径（b）、旋转速度（c）和罗斯贝数（d）的分布直方图。红色和蓝色分别为反气旋涡和气旋涡，红色、绿色、天蓝色和黑色实线分别表示正态分布、瑞利分布、伽马分布和对数正态分布的拟合曲线Figure 2.3 Histograms of eddy Amplitude (a), Radius (b), Rotation speed (c) and Rossbynumber (d) data in the global ocean, respectively. Red and blue bars indicate anticyclonicand cyclonic eddies. Lines with different colours represent the fitting curves of the normal,Rayleigh, gamma and lognormal distributions
【参考文献】：
期刊论文
[1]南海上层中尺度涡统一三维结构[J]. 郑堃,林霄沛,朱亚楠. 海洋与湖沼. 2018(03)
[2]南海中尺度涡温盐异常三维结构[J]. 谢旭丹,王静,储小青,程旭华. 海洋学报. 2018(04)
[3]小样本定数截尾场合下威布尔和对数正态分布的拟合检验[J]. 徐晓岭,王蓉华,顾蓓青. 数理统计与管理. 2017(05)
[4]Argo、GTSPP与WOD数据集及其应用中需注意的若干问题[J]. 纪风颖,林绍花,万芳芳,董明媚,刘玉龙. 海洋通报. 2016(02)
[5]东海断面调查数据的最优插值同化试验[J]. 赵强,蔡燕红,何善方,何琴燕. 海洋通报. 2015(03)
[6]利用遥感SST反演上层海洋三维温度场[J]. 张春玲,许建平,鲍献文,王振峰,刘增宏,孙朝辉. 海洋与湖沼. 2014(01)
[7]斜压罗斯贝变形半径优化的误差相关尺度及其对最优插值效果的改进[J]. 王公杰,张韧,陈建,王辉赞,王璐华. 海洋学报(中文版). 2014(01)
[8]南海三维动态温盐场重构系统的设计与实现[J]. 毛庆文,储小青,严幼芳,齐义泉,王东晓,龚建忠,蔡东明,吴忠鼎,潘长明. 热带海洋学报. 2013(06)
[9]海洋中尺度涡的机械能及其源汇研究[J]. 尚晓东,徐驰,陈桂英,练树民. 热带海洋学报. 2013(02)
[10]南海及西北太平洋卫星高度计资料分析:海洋中尺度涡统计特征[J]. 林宏阳,胡建宇,郑全安. 台湾海峡. 2012(01)
博士论文
[1]西北太平洋中尺度涡旋研究[D]. 杨光.中国科学院研究生院（海洋研究所） 2013
本文编号：2947051
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