综合利用Argo浮标数据和卫星遥感数据估算西太平洋海域三维温度场研究

The three-dimensional (3D) temperature field is one of the most important data in oceanographic research and operational oceanography applications. However, there is no good quality of ocean 3D temperature fields available until today. Argo buoys can provide temperature profiles in the world ocean, but the distribution of Argo buoys is too sparse. Therefore, the spatial resolution of the 3D temperature field calculated from Argo data can’t meet the needs of many research areas. This research aims to estimate the monthly-mean 3D temperature fields between 0-200 m in the West Pacific Ocean by combining the remote-sensing sea level and sea surface temperature data, then the estimated temperature fields will be fused with the 3D temperature fields, which are computed from the Argo data. It is hope to improve the spatial resolution of the 3D temperature field calculated from Argo data. Furthermore, the sound velocity profiles of the area will be calculated. The implementation of this research will bring several benefits as blow: (1) will provide better quality initial background data for numerical model; (2) will provide better 3D temperature fields and sound velocity profiles for ocean acoustical researches and implementations.

海水三维温度场是海洋研究和诸多海洋应用领域中最重要的调查资料之一。但是迄今为止尚未有质量较好的大洋三维温度场数据。Argo浮标可以提供高精度的大洋温度剖面观测数据。但是Argo浮标空间分布稀疏，因而基于Argo观测数据获得的三维温度场的空间分辨率也较低。如何将Argo数据与其它数据源的数据有效结合，从而改善基于Argo资料获得的三维温度场的空间分辨率成为一个重要的研究问题。本项目综合利用卫星海面温度和卫星海面高度数据反演西太平洋海域0至200m深度范围内月平均的海水三维温度场，然后将反演获得的温度场与基于Argo浮标数据获得的三维温度场进行融合，以改善基于Argo浮标数据获得的三维温度场的空间分辨率。进一步，本项目将估算该海域0至200m深度范围内的声速剖面。本项目的实施将带来以下几点益处：（1）为海洋和大气数值模式提供更好的背景场；（2）为诸多海洋声学研究和应用领域提供声速剖面数据。

海水三维温度场是海洋科学研究和海洋工程领域中最重要的数据资料之一。利用Argo浮标可以获得高精度的大洋海水温度剖面，但是Argo浮标空间分布稀疏，因而基于Argo浮标资料获得的海水三维温度场的水平空间分辨率也较低。本项目旨在利用卫星海面温度和卫星海面高度反演大洋月平均三维温度场，并将反演获得的三维温度场与基于Argo浮标资料获得的月平均三维温度场融合，以改善后者的水平空间分辨率。本项目分析了西太平洋海域月平均混合层深度和月平均海面温度异常及月平均海面高度异常之间的相关关系，发现月平均混合层深度和月平均海面温度异常之间主要呈现为负相关，月平均混合层深度和月平均海面高度异常之间的相关关系不明显；建立了月平均海面温度异常、月平均海面高度异常和海水内部月平均温度梯度之间的函数关系；提出了利用卫星海面温度、卫星海面高度资料反演大洋月平均三维温度场和声速场的方法；基于海面参数反演了西太平洋海域0至1000m深度范围月平均三维温度场，将反演获得的三维温度场与基于Argo资料获得的月平均三维温度场融合。项目成果加深了对海面参数和海水内部温度信息之间关系的理解。