海洋卫星遥感数据同化在海洋声场研究中的应用.pdf

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1、第27卷第2期2010年4月海洋预报MAR【NEFORECASTSv01．27．No．2Apr-2010海洋卫星遥感数据同化在海洋声场研究中的应用池建军”，骆永军2，孙祥年3(1．装备指挥技术学院研究生管理大队，北京怀柔101416；2．海军大连舰艇学院军事海洋系，辽宁大连116018；3．海军潜艇学院作战指挥系，山东青岛266071)摘要：卫星遥感数据同化技术已成为海洋学研究的一个有效手段。本文选取了日本以东黑潮流域作为研究海区，介绍了最优插值同化方法对海洋温度场和盐度场的分析，在此基础上对实验海区声场进行了研究。文中为了说明数据同化的优越性，利用WOA数据与其进行比较，体现了同化

2、数据对真实场描述的可靠性。关键词：卫星遥感；数据同化；海洋声场中图分类号：P715文献标识码：A文章编号：1003．0239(2010)02—0063—081试验海区及试验数据的获取1．1试验海区本文选取了经纬度为142．50～148．50E，32．50"38．5。N的日本以东黑潮流域进行试验分析，选取了2000年7月3日和10月11日两天数据进行研究分析。一个是WOA数据场，另一个是同化了SST和SSH的数据场，这样一来，就产生了成对的要素剖面，从而使得试验结果能够得到合理有效的比较，便于分析卫星遥感SST和SSH数据同化的有效性和实用性。本文的重点就在于对这两天的四个场的特征进行

3、比较分析。1．2试验数据的获取本文使用的同化数据是SODA数据，SODA(SimpleOceanDataAssimilation)即简单海洋数据同化系统。最初是马里兰大学在上世纪90年代为了进行海洋资料再分析而研制的。SODA资料是马里兰大学JamesA．Carton等人制作的海洋模式同化资料，最新版本为Beta7版本。SODA资料采用的数值模式为GFDL的MOM2．2b版本，并在运行过程中同化了多年的海洋观测资料，时间跨度从1950年1月"-2001年12月，空间范围基本覆盖全球(经向环绕全球，纬向从60。S～600N)，分辨率在纬向均为1。，而经向在赤道地区约为0．450，南北纬

4、10。以外约为10。SODA1．2是基于POP1．3和SODA的UMD再分析数据，数据分析过程中采用最优插值(OI)同化方法。用于同化的实测资料有来自NODC的WOA94次表层海温资料与盐度资料、GTSPPD以及其他来源的CTD和XBT资料、TAO热敏电阻海温资料，现场观测和卫星观测的SST，从T／P导航网站获取的GEOSAT，ERS／I，ERS／2以及TOPEX／POSEIDON卫星高度计海表高度资料。这些数据经过最初的质量控制后，使用客观统计方法分析，最后与COADS和NCEP风应力驱动的GFDLMOM2模式同化。模式输出的同化资料经过误差检验，也与独立的观测资料进行对比，效果较

5、好“埘。SODA数据可以从马里兰大学的数据中心下载：http：／／dsrs．atmos．umd．edu／DATA／SODA1．2／，本文得到的是2000年7月3日和10月11日，实验收稿日期：2009—0l—08作者简介：池建军(1982-)，男，博士研究生，研究方向：作战指挥，海洋卫星遥感。E-mail：mingrichi@sina．com海洋预报27卷海区经纬度为142．50～148．5。E，32．5。～38．50N的海温，盐度数据。本文选择对海表到1500m水深进行研究。2试验分析2．1水平均方偏差为了便于对温度场和盐度场进行比对研究，{{趑聪O300图l试验海区水温RMSD0

6、l2345678暑魁鹾利用统计学方法对两组数据场进行处理。在每个网格点处，都可以得到一对温度、盐度或声速的数据(wOA数据和同化数据)。以温度为例，假设在深度k、位置f处，t时刻的温度数据设为妒(i，k，，)，则两组不同数据的差值用△妒(f，k，t)来表示，即：Av(i，k，t)=虬(f，k，t)一vo(i，k，t)(1)式中，虬(f，k，f)表示同化数据，％(f，k，f)表示WOA数据。以所有的数据差值△v作为子样，可得子样平均偏差的计算公式为：卸=吉∑△％(2)H_’’’’l=l则均方偏差(RootMeanSquareDifference)的计算公式为：RMSD="X臃I△卯。’

7、I=l(3)通过对试验结果的统计计算，就可以获得两个不同数据场的温度、盐度和声速差值H】。本文主要统计了温度和盐度的水平均方偏差值，为了便于比较，利用MATLAB绘制了两组数据场结果分布图。图27月3日(左侧)和10月11日(右侧)实验海区温度均方偏差值剖面2期池建军等：海洋卫星遥感数据同化在海洋声场研究中的应用2．2统计分析2．2．1温度场分析水平均方偏差值的垂直分布是通过对各个深度层水平网格上的两组数据的所有差值利用均方偏差公式(3)求解获得的。通过绘