全球尺度Langmuir环流特性参数遥感估计以及对海洋动力学模拟的影响

Langmuir 环流是一常见的重要海洋现象，对海洋上混合层有强烈的混合作用,一定程度上决定了海洋混合层的深度，直接影响海气相互作用，进而影响全球的气候变化。一直以来，全球尺度的Langmuir 环流的分布只有通过海浪模式模拟的结果得到Stokes漂流，进而估计海洋Langmuir 环流的特征参数。本研究将试图基于微波散射理论建立海面微波散射模型和卫星散射计资料海表Stokes漂流反演模型，实现卫星散射计全球海表Stokes漂流的反演，并获取全球尺度的海表Stokes漂流的时空分布特征；确定Stokes漂流反演精度和准确性，并得到Langmuir 环流强度Lat（Langmuir数）以及在垂向上的混合速度尺度w的值； 实现Langmuir 环流在垂向上诱导的混合参数化到海洋模式当中，并在全球尺度上定量化Langmuir 环流在混合层的动力学影响。

Langmuir 环流是一常见的重要海洋现象，对海洋上混合层有强烈的混合作用,一定程度上决定了海洋混合层的深度，直接影响海气相互作用，进而影响全球的气候变化。本项目开展的研究工作包括：基于微波散射理论建立海面微波散射模型和卫星散射计资料海表Stokes漂流反演模型，实现卫星散射计全球海表Stokes漂流的反演，并获取全球尺度的海表Stokes漂流的时空分布特征；确定Stokes漂流反演精度和准确性，并得到Langmuir 环流强度Lat（Langmuir数）以及在垂向上的混合速度尺度w的值；实现Langmuir 环流在垂向上诱导的混合参数化到海洋模式当中，并以加拿大东部海域作为研究海区，以本海区积累的上千次走航数据以及上层海洋的锚定浮标数据作为验证模拟结果的数据。取得的主要成果如下：.（1）根据人工神经神经网络的方法得到了散射计反演斯托克斯漂流的模型；（2）通过推导不同的计算方法计算斯托克斯漂流，确定卫星资料反演Stokes 漂流最佳方案；（3）获得了Stokes 漂流对海表漂浮物、污染物路径的准确定位和追踪的影响及其在浪-流耦合模式中的应用；（4）将适用性广泛的一阶Langmuir湍流参数化闭合方案运用到ROMS-SWAN浪-流耦合模式中，并与实测资料进行比较验证，取得了较好的效果；（5）发展了一套结合海浪模式的近惯性海流计算模型—WWIII-SLAB model，计算了随时间变化海浪场对风能向近惯性流场的动量和能量传输的影响。.该项目的研究可得到覆盖全球的高质量的Stokes漂流，对研究浪-流耦合相互作用，海表漂浮物的路径以及Langmuir湍流强度等课题有重要意义。