中尺度不规则矢量海洋涡旋提取

发布时间：2024-04-01 02:59

　　目的西北太平洋是我国远洋渔船从事大规模商业性捕捞的重要作业海域,也是中尺度涡的活跃区域,因此中尺度涡的提取方法研究对渔场分析有十分重要的意义。传统的研究方法多依赖栅格数据进行涡旋提取,并用标准圆形来拟合涡旋,难以提取涡旋的多核结构,本研究对此进行了改进。方法利用海表面高度异常数据,充分考虑海洋涡旋形状多样性以及矢量数据结构的优点,结合过去研究中的涡旋约束条件,基于无阈值的闭合等值线法,确定涡旋边界和中心,实现对西北太平洋黑潮延伸区的不规则矢量涡旋的提取。结果由于原始的海表面高度异常栅格数据图最接近海洋中涡旋实际存在的形状和位置,因此分别以1997年6月1日、2000年6月1日、2003年6月1日、2006年6月1日、2009年6月1日、2015年6月1日的涡旋提取结果为例与同一时间同一研究区域内原始海表面高度异常数据栅格图以及传统研究方法中标准圆形的涡旋提取结果进行比较。选取1994年6月1日的提取结果为例,同等比例放大同一位置涡旋,计算重叠率,重叠率的最大值为89%,最小值为22%,平均重叠率为65%。结果表明,本文的提取结果更接近海洋中涡旋的实际形状和位置,且精度更高。结论本文基于...

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【部分图文】：

图1涡旋表面毛刺去除

式(9)表示涡旋区域使与涡旋中心的SSHA差值取最大值的等值线B，此时B是该涡旋的边界。另外，提取涡旋的中心和边界时，因为使用的是散点数据，提取结果中会存在一些不合理的毛刺，因此需要进行数据平滑处理，如图1中F、D、E3点，当F点角度小于30°时，数据平滑会去掉F点，连接D、E....

图2涡旋提取流程图

基于以上涡旋提取的约束条件和计算公式，本文对涡旋的提取步骤如下:1)首先对原始数据进行预处理，即对研究区域内的无效值进行反距离加权法插值，以等值线间隔1cm提取研究区域内SSHA数据的闭合等值线(Du等，2016;郑聪聪等，2014);2)判断等值线间的拓扑关系即待提取的涡旋边....

图3不同年份6月1日北太平洋海域SSHA栅格数据图

由于原始的SSHA栅格数据图最接近海洋中涡旋实际存在的形状和位置，因此本文选取1994年6月1日的提取结果(图5)为例进行对比分析。研究区域在1994年6月1日共提取到51个涡旋，其中暖涡28个，冷涡23个，暖涡的平均涡振幅为0.23m，冷涡的平均涡振幅为0.25m，因此19....

图4不同年份6月1日北太平洋海域涡旋提取结果

图3不同年份6月1日北太平洋海域SSHA栅格数据图图51994年6月1日北太平洋海域涡旋提取结果

本文编号：3944894