LTO薛惠洁团队在海洋次表层动力过程反演研究上取得进展

    近日,中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室LTO薛惠洁研究团队与日本国立海洋研究开发机构(JAMSTEC的科学家合作,探究基于高分辨率海表卫星观测资料对次表层状态进行反演的动力学方法,并取得重要进展。相关成果由刘磊,薛惠洁,Hideharu Sasaki发表于物理海洋学领域顶级专业期刊Journal of Physical Oceanography

    尽管现场剖面观测在近十几年显著增加,但是相对于广袤的海洋,这些观测时空分辨率仍然很低;时空分辨率较高的卫星资料虽然很大程度上能够弥补现场观测的不足,但是卫星遥感只能获取海表面信息,无法直接观测次表层信号。因此,如何将卫星观测海表信息投影至海洋内部,从而实现次表层状态的反演,是国际海洋研究领域中亟需解决的难题。当前,有两种动力学反演方法(eSQGW13)受到广泛关注,但是两种方法的应用都存在限制条件。eSQG方法能得以有效实施的前提是海表高度(SSH)与海表密度(SSD)具有较强的相关。虽然W13方法能够克服SSH-SSD相关性的限制,但该方法不能合理地刻画较小尺度(<~150 km)信号。

 

1. 反演结果与OFES高分辨率(1/30°)模式数据的空间相关系数。(a)、(b)为相对涡度场结果;(c)、(d)为密度场结果。左侧为个例试验(2001331日);右侧为统计平均结果(2001/2002两年逐日数据)。黑、红、蓝线分别代表W13L19 eSQG反演结果。

 

    即将问世(于2021年)的高分辨率海表高度资料(SWOT SSH)凸显了发展新的反演方法的必要性。薛惠洁研究团队深入研究eSQGW13两种动力学方法,并在理论上将二者严格而巧妙地统一起来,从而提出了一个新的反演方法(L19)。在较大尺度(>150 km)动力过程上,L19方法保留了W13框架;而对于较小尺度(<150 km)过程,L19则借鉴eSQG方法的优势。L19利用SSHSSD,可以对上层(~1000米)海洋的速度场和密度场较好地实现反演。该研究成果为充分利用SWOT资料开展反演工作打下先行基础,具有重要的科学意义和应用价值。

该研究由国家自然科学基金(编号:41806036,41775085,41806035和中科院项目(编号:ISEE2018PY05)共同资助完成。

 

Liu, L., H. Xue, and H. Sasaki, 2019: Reconstructing the Ocean Interior from   High-Resolution Sea Surface Information. J. Phys. Oceanogr., DOI: 10.1175/JPO-D-19-0118.1.

https://journals.ametsoc.org/doi/abs/10.1175/JPO-D-19-0118.1