剖面數(shù)據(jù)主要來源Argo等一些浮標(biāo)和CTD、XBT等測量儀器,由于浮標(biāo)隨海水浮動(dòng)的特性,以及測量儀器觀測點(diǎn)的位置選取只針對特定的海洋現(xiàn)象,導(dǎo)致其溫度觀測剖面在時(shí)間和空間上分布不規(guī)律,這一特性使得剖面資料在海洋科學(xué)等領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究以及業(yè)務(wù)化的應(yīng)用具有很大的局限性。所以,通過客觀分析方法,將剖面資料處理形成科學(xué)、合理且能方便應(yīng)用的三維網(wǎng)格化數(shù)據(jù)具有重要的意義。本文將采用基于溫度梯度的并結(jié)合海表面溫度信息的客觀分析方法,重新構(gòu)建三維網(wǎng)格溫度初始場。在對剖面資料進(jìn)行客觀分析時(shí),首先建立溫度隨深度變化的擬合模型,擬合均方根誤差平均值0.15℃,將溫度的變化過程轉(zhuǎn)化成溫度梯度的變化過程,由溫度梯度剖面生成溫度梯度網(wǎng)格場,將海表溫度作為對溫度梯度積分的初值,由此構(gòu)建三維網(wǎng)格溫度初始場。為了提高三維溫度場的精度,再采用海表面高度信息對下層溫度場進(jìn)行訂正,通過將海表面高度與下層溫度之間建立映射關(guān)系,得出兩者之間的回歸系數(shù),即可將海表面高度信息反映到海洋內(nèi)部,得到最終的三維網(wǎng)格溫度分析場。對選取的試驗(yàn)區(qū)域結(jié)果分析,與現(xiàn)有的三維網(wǎng)格溫度資料的均方根誤差分別為0.80℃（EN4）和0.92℃（BOA）,與溫度... 

【文章來源】：浙江海洋大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Argo浮標(biāo)分布圖(截至2019.11.28)

基于剖面數(shù)據(jù)和海面信息重構(gòu)三維溫度場8第二章基于溫度梯度的客觀分析方法構(gòu)建溫度初始場2.1剖面特征分析由于海洋中不同深度的海水溫度變化規(guī)律不同，把海水分為三層，第一層為混合層，混合層深度的定義為海水溫度高于海表溫度0.5℃時(shí)的海水深度；第二層為溫躍層，海水溫度隨著深度的增加逐漸降低；第三層稱為深層，海水溫度隨深度變化幅度很校在研究溫度場重構(gòu)時(shí)，常常把溫度剖面數(shù)據(jù)分層處理，本文中將溫度剖面分為混合層和下層，混合層定義與之前相同，下層為混合層以下，包括溫躍層和深層。本文將選取五個(gè)區(qū)域研究剖面特征，分別為A(130°E-135°E,5°N-10°N)、B(160°E-165°E,5°N-10°N)、C(130°E-135°E,25°N-30°N)、D(160°E-165°E,25°N-30°N)和E(160°E-165°E,40°N-45°N)，如圖2-1所示，緯度和海流作為區(qū)分依據(jù)。圖2-1西北太平洋水深以及5個(gè)研究剖面特征區(qū)域Fig2.1NorthwestPacificwaterdepthandfivestudysectioncharacteristicareas統(tǒng)計(jì)了5個(gè)區(qū)域的溫度剖面，時(shí)間范圍為2004年1月-2017年12月，分為混合層與下層來進(jìn)行分析。如圖2-2和2-3所示，圖2-2表示為混合層溫度剖面，依次代表A、B、C、D和E不同的區(qū)域，A和B都處于低緯度區(qū)域，四個(gè)季節(jié)的混合層深度處于100m左右，相比較于B和D，只有緯度存在差異，D區(qū)域混合層深度春季和冬季較高，最大超過了200m，而夏季和秋季基本處于50-100m之間，并且此現(xiàn)象在E區(qū)域更加明顯，春冬季節(jié)的混合層深度與夏秋季節(jié)相比差異更大。對于處于同一緯

第二章基于溫度梯度的客觀分析方法構(gòu)建溫度初始場9度的C和D區(qū)域，C處在黑潮流經(jīng)的區(qū)域，C區(qū)域的混合層深度相比D區(qū)域更大，更接近E區(qū)域的剖面特征。本文由此推斷，在西北太平洋，緯度高低可以影響混合層深度，而且對春季和冬季的混合層深度影響較大，對夏季和秋季的影響較校黑潮同樣影響海水混合層深度，使得不同季節(jié)的混合層深度差異明顯。下層特征(圖2-3)與混合層不同，處于低緯度區(qū)域的A和B，溫躍層深度基本相同，C和D區(qū)域的溫躍層相較于低緯度區(qū)域要深，而且存在一個(gè)明顯的溫度梯度轉(zhuǎn)折點(diǎn)，溫躍層厚度明顯增加。E區(qū)域溫躍層深度減小，春冬季節(jié)與夏秋季節(jié)減小的幅度不同。為了利用剖面數(shù)據(jù)重構(gòu)三維溫度網(wǎng)格場，又因?yàn)榛旌蠈訙囟绕拭媾c下層溫度剖面特征在整個(gè)研究區(qū)域內(nèi)雖然不相同，但是混合層只是深度大小不相同，溫度變化趨勢都沒有規(guī)律，下層也只是溫躍層的厚度不相同，整個(gè)下層的剖面溫度變化趨勢基本相同。所以將溫度剖面分成兩部分進(jìn)行擬合研究是可行的，混合層由于沒有變化規(guī)律采用分段線性擬合，下層由于變化趨勢相同采用高斯函數(shù)擬合，最終得到整個(gè)剖面的擬合函數(shù)。圖2-2不同區(qū)域的混合層溫度剖面Fig2.2Temperatureprofilesofmixedlayersindifferentregions

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]利用遙感SST反演上層海洋三維溫度場[J]. 張春玲,許建平,鮑獻(xiàn)文,王振峰,劉增宏,孫朝輝.  海洋與湖沼. 2014(01)
[2]基于Argo觀測資料的南海北部海域聲速場時(shí)空特征分析[J]. 張偉濤,張韌,王輝瓚,安玉柱,陳建,段志剛.  海洋通報(bào). 2013(03)
[3]基于最優(yōu)插值方法分析的中國區(qū)域地面觀測與衛(wèi)星反演逐時(shí)降水融合試驗(yàn)[J]. 潘旸,沈艷,宇婧婧,趙平.  氣象學(xué)報(bào). 2012(06)
[4]日本周邊海域溫躍層特性研究及溫度剖面模型構(gòu)建[J]. 張陽,朱建華,韓冰,陳良東.  海洋技術(shù). 2012(02)
[5]基于Argo資料的三維鹽度場網(wǎng)格化產(chǎn)品重構(gòu)[J]. 張韌,黃志松,王輝贊,王桂華,陳大可.  解放軍理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(03)
[6]利用衛(wèi)星觀測海面信息反演三維溫度場[J]. 王喜冬,韓桂軍,李威,齊義泉.  熱帶海洋學(xué)報(bào). 2011(06)
[7]海洋觀測能力建設(shè)的現(xiàn)狀、趨勢與對策思考[J]. 李穎虹,王凡,任小波.  地球科學(xué)進(jìn)展. 2010(07)
[8]應(yīng)用Argo資料分析西北太平洋冬、夏季水團(tuán)（英文）[J]. 孫朝輝,許建平,劉增宏,童明榮,朱伯康.  Marine Science Bulletin. 2008(02)
[9]西北太平洋137°E斷面溫度場和鹽度場的時(shí)空特征[J]. 張啟龍,蔡榕碩,齊慶華,鄭冬梅.  臺灣海峽. 2007(04)
[10]ARGO剖面浮標(biāo)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制過程剖析[J]. 童明榮,劉增宏,孫朝輝,朱伯康,許建平.  海洋技術(shù). 2003(04)



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