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周生启研究员团队提出一种确定海洋混合层厚度的新方法

浏览数:2361   日期:2018年03月23日

   近日,LTO(中科院南海所)周生启研究员、硕士生黄鹏起和鲁远征博士一起提出一种识别海洋上混合层厚度的新方法。该方法不依赖于特定的温度或密度阈值,能更客观地确定海洋混合层的深度。相关成果发表在国际期刊Journal of Atmosphericand Oceanic Technologyhttps://journals.ametsoc.org/doi/abs/10.1175/JTECH-D-17-0104.1

在他们的工作中,利用温度(密度)廓线的信号涨落与变化幅值的比值作为分析变量,通过最小值处的深度判断混合层厚度。此方法稳定性较强,即使数据的噪声水平达到5%的量级仍可准确确定混合层厚度。对全球环流实验(WOCE)数据,采用此方法与传统的阈值方法(差值、差值插值、梯度、混合方法)和客观方法(曲率与最大角度法)同时来确定混合层厚度。对比表明此方法优于其它方法,例如:此方法可在95%的廓线中找到可信的混合层厚度,而其它方法最多只能在86%廓线中找到可信的混合层厚度。另外,此方法在温度和密度廓线中确定的混合层厚度非常接近,因此,在密度信息未知的数据中,通过温度廓线也可获得可靠的混合层厚度。

      混合层厚度是研究海洋上层动力过程、海气相互作用以及生态环境的基本物理量。此方法能够更客观、更合理地确定海洋混合层厚度,有助于人们更精细地研究上层海洋参与的动力、热力和生化过程。


此方法与前人所用的6种方法识别海洋混合层的结果对比图,点圈线为位温廓线,灰色线为质量因子廓线(QI),Rel Var为此方法,其它为前人的方法。四个观测位置来自大西洋的WOCE观测数据的A05断面,分别为:(a) 24.58ºN, 56.78ºW, (b) 24.58ºN, 53.98ºW, (c) 27.38ºN,79.28ºW, (d) 24.58ºN, 60.48ºW