大洋潛標觀測的海流同化及其海洋狀態估計方面取得新進展

2020-09-22 嶺南科苑

近日，中科院南海海洋研究所熱帶海洋環境國家重點實驗室（LTO）南海環流動力研究團隊與合作者在西太潛標觀測的海流資料同化方面取得進展，相關研究成果發表在《Journal of Geophysical Research: Oceans》上。劉大年博士為第一作者，舒業強研究員為通訊作者。

海洋數據同化是融合海洋觀測與數值模擬、改進海洋環境預報的重要手段。受制與觀測的海流廓線資料稀缺、海流時空變化較強的特點，相比於海洋溫鹽廓線及衛星觀測同化，大洋潛標觀測的海流同化是海洋資料同化的一個難點，且較少被研究。

基於近年來我國在西太建立的潛標陣列所提供的海流廓線觀測資料，研究團隊利用集合同化方法，發展了由波數空間向頻率空間投影的低頻選尺度海流同化方案。結果表明海流同化較大程度上減小了模式對於北赤道逆流（圖1）、赤道潛流等位置及強度低頻變化模擬的誤差。海流同化在低頻時間尺度上可以一定程度改善海洋內部斜壓結構的模擬，校正模式對有效位能的估計。

由於全球潛標觀測陣列提供了針對關鍵海域環流系統的長時間寶貴觀測序列，該研究對於全球海洋狀態估計及海洋環流數值預報具有一定的應用價值。

該研究由國家重點研發計劃、國家自然科學基金和中國科學院海洋專項A等共同資助。

圖1. 在145°E斷面上，OSCAR（a）、控制試驗(b)以及同化試驗(c)的北赤道逆流流軸位置隨時間的變化（顏色為0-30m平均速度）；北赤道逆流強度隨時間的變化（d）；海表緯向梯度隨時間變化（e）。

相關文章連結：

Liu, D., Wang, F., Zhu, J., Wang, D., Wang, J., Xie, Q., & Shu, Y*. (2020). Impact of assimilation of moored velocity data on low‐frequency current estimation in northwestern tropical Pacific. Journal of Geophysical Research: Oceans, 125, e2019JC015829. https://doi.org/10.1029/2019JC015829.

Liu D., Zhu, J., Shu, Y.*, Wang, D., Wang, W., &Cai, S. (2018). Model-based assessment of a Northwestern Tropical Pacific moored array to monitor the intraseasonal variability. Ocean modeling, 126: 1-12, doi: 10.1016/j.ocemod.2018.04.001.

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