Argo轨迹推断大洋表层和中层流研究

国际ARGO(Array for Real-time Geostrophic Oceanography)计划已实现在全球大洋布放3000个浮标的设计目标，每年将提供超过10万条高质量温盐廓线与表面漂流轨迹资料。其中温盐廓线数据已得到广泛应用，而如何利用浮标在海面的漂流轨迹数据推断海流流速则探讨的较少。本研究旨在充分挖掘Argo资料在海洋学研究中的应用潜力，探讨利用Argo轨迹资料实现对全球大洋环流监测的可行性。为此，本研究将在已有研究基础上进一步探讨：改进轨迹点序列的最优化分析方法，提高利用Argo浮标在海面漂流轨迹的定位点序列推断浮标在海面漂流期间的海水表层流速估计精度；同时，为借助浮标在海面下潜开始和上浮结束两个时刻的定位估计出浮标在水下设定深度上自由漂流期间的中层流流速提供方法，对前所未有的海洋大范围、近实时表层和中层海流的大尺度监测做出方法论上的贡献。

国际Argo计划已实现在全球大洋布放3000个浮标的设计目标。在未来十年内，不仅为全球业务化海洋预报和同化系统，提供大量海洋中上层温盐廓线，还为海洋环流及其季节、年际等多尺度变化研究提供了表层和中层海流流速资料，有助于对海洋内部动力学过程认识的提高。本项目围绕Argo浮标资料在海洋学研究中的应用潜力，首先基于Kalman滤波思想，发展和改进了一个浮标表面漂流轨迹的最优化分析方法，将之应用于大洋表层和中层流推断研究：1）表层流估计误差从5.3cm/s下降至4.4cm/s；2）考虑流速垂直切变影响，完善中层流分析流程，并对中层流估计误差有较全面的定量评估方法；3）与表面漂流浮标、TAO等其他表层流观测比较，表明三者之间流速数据有较好的一致性；4）定量比较不同再分析风场(如NCEP、ECMWF)与利用Argo轨迹提取表层流之间的潜在关系；5）收集到2011年之前的全球Argo漂流轨迹资料，分析得到基于Argo浮标1998-2010年全球表层流数据集，丰富了对各大洋主要流系及其季节变化的认识。