基于遥感SSH、SST和Argo数据的东印度洋中尺度涡三维结构季节变化特征研究

Mesoscale eddies in the eastern Indian Ocean have important influences on the regional ocean dynamics, the oceanic transports of mass and energy. So the three-dimensional structures of mesoscale eddies in the eastern Indian Ocean are taken as the object of study. Combing the surface observations of mesoscale eddies by SSH, SST data with the vertical section observations by Argo data, the three-dimensional structures of mesoscale eddies are constructed and their seasonal variability is analyzed. Aimed at the detection results of mesoscale eddies by altimeter data are not the accurate characters of one time and the SST cannot detect the center of mesoscale eddy, the mesoscale eddy remote sensing detection method by SSH data with the assist of SST data is developed. For the Argo data used in the construction of three-dimensional of mesoscale eddy are not obtained at the same time, the Argo data are synchronized by SST and scatterometer sea surface wind data. Finally, the seasonal variability of three-dimensional of mesoscale eddies in the eastern Indian Ocean are analyzed on the basis of the above studies, and the vertical structures and their influences factors are revealed. These support the study on the generation mechanism of mesoscale eddies, the transports of mass, heat and salt by mesoscale eddies in the eastern Indian Ocean.

东印度洋中尺度涡在区域海洋动力学、物质与能量等输送方面具有重要作用。本项目以东印度洋中尺度涡三维特征为研究对象，将SSH、SST数据对中尺度涡的表面观测和Argo数据的剖面观测相结合，建立中尺度涡三维结构并分析其季节变化。针对中尺度涡高度计探测结果并不是某一时刻中尺度涡的准确特征信息、SST数据无法准确提取中尺度中心等问题，发展SST数据辅助SSH数据的中尺度涡遥感探测方法；针对用于中尺度涡三维结构建立的Argo浮标数据获取时间不一致问题，发展基于SST和海面风场数据的Argo数据同步化处理方法；最终，利用新的中尺度涡遥感探测方法与三维结构建立方法，开展东印度洋中尺度涡三维结构及其变化特征研究，揭示东印度洋中尺度涡的垂直结构及其影响因素，为研究东印度洋中尺度涡的产生机制、物质与热盐输运等区域海洋动力学提供支持。

东印度洋海洋环境变化间接影响我国近海海洋和气候。中尺度涡是东印度洋的重要海洋动力过程，了解和掌握东印度洋中尺度涡的三维结构特征对于研究东印度洋的多尺度海洋动力学、分析和估算中尺度涡的物质与热盐输送、了解海气相互作用以及东印度洋海洋变化对我国气候影响等至关重要。本项目以东印度洋中尺度涡为研究对象，综合利用卫星遥感SSH、SST 数据和Argo 浮标数据，开展东印度洋中尺度涡三维结构季节变化特征研究。本项目发展了基于多源卫星高度计海面高度异常数据的单核心和多核心中尺度涡识别探测与跟踪方法、结合SST数据的中尺度涡探测方法、卫星遥感中尺度涡探测结果与Argo浮标温盐剖面数据相结合的中尺度涡三维结构重构方法；基于1993-2017年的多源卫星高度计海面高度异常融合数据，并结合AVHRR SST数据，开展了东印度洋中尺度涡识别探测与跟踪研究，获取了东印度洋中尺度涡空间分布、类型、尺度、强度、生命周期、移动轨迹、传播距离方向及速度、生消位置等特征信息，掌握了东印度洋中尺度涡的时空分布特征与变化规律，并特别针对中尺度涡融合与分裂等相互作用过程开展了研究。基于卫星遥感获取的中尺度涡位置、类型与尺度等特征信息，结合Argo浮标获取的温盐剖面数据，重构了东印度洋不同季节不同类型中尺度涡的三维温度和盐度结构，并分析得出了东印度洋中尺度涡三维温盐结构季节变化特征，掌握了东印度洋中尺度涡引起的三维温盐异常及其影响深度特征，研究结果表明东印度洋中尺度涡的三维温盐结构呈现出明显的季节变化特征，中尺度涡引起的温度变化冬季最弱，春季最强。本项目研究成果有助于揭示东印度洋中尺度涡的垂直结构及其影响因素，为研究东印度洋中尺度涡的产生机制、物质与热盐输运等提供支持。