海洋温跃层特征值的分析与计算-海洋预报.PDFVIP

第28 卷 第5 期 海 洋 预 报 Vol.28 ，No.5 2011 年10月 MARINE FORECASTS Oct.2011 海洋温跃层特征值的分析与计算 张学宏，张绪东，李颜 （海军海洋水文气象中心，北京100161） 摘 要：海洋跃层的分析计算是海洋要素值随深度变化的衍生计算，本文基于实际业务化建设经 验，不同于以往大量单站温盐观测资料的跃层特征值提取完全由人工分析判断的工作方法，而是 将不等距微分法、垂直梯度法和七点二次平滑等算法融合应用到跃层分析工作中，辅以人机交互 模式，实现海洋温跃层特征值信息的快速分析计算和产品制作，可大幅缩减人为工作量，提高工作 效率，可为其它相关产品的分析应用提供参考。 关键词：温跃层；梯度；平滑；人机交互；滤波 中图分类号：P731 文献标识码：A 文章编号：1003-0239 （2011 ）05-0069-08 跃层的位置，实现合理跃层信息的合并、不合理 1 引言 跃层信息的删除，保证分析结果的可靠性。 但是在进行跃层分析过程的设计上，必须考 海洋跃层对水下通信和声探测有着重要影 虑最大限度的减少人工的参与。本文对近年来笔 响，因此，海洋跃层的分析应用在军事海洋环境 者在开展海洋跃层业务化分析应用中积累的利用 保障中具有重要的意义。 计算程序合理分析跃层特征值的技术方法和经验 [1] 海洋跃层 是指海水中某水文要素 （温度、盐 进行了总结，在此提供大家参考。 度和密度等）在垂直方向上出现突变或不连续剧 变的水层，表明上下层海水物理性质不同，通常 2 跃层计算的原则和标准 也称 “跃变层”或 “飞跃层”。跃层的强弱、厚薄 和距海面的深浅，随海区地理环境、海流分布、 2.1 温盐资料特点 气象条件等变化。海洋中主要有4 种跃层，温度跃 自从上世纪80 年代以来，随着海洋观测技术 层、盐度跃层、密度跃层和声速跃层。跃层的特 的进步，各种新型的观测设备和仪器层出不穷， 征值主要包括跃层强度、上界深度和厚度等。如 如电导率-温度-深度记录仪（CTD ）、温度-深度记 何确定跃层上界深度和下界深度是跃层分析的关 录仪（STD）、投弃式深度-温度仪（XBT ）、投弃式 键所在。目前关于跃层特征值分析的方法和相关 盐度- 温度- 深度记录仪（XSTD ）、热敏电阻测温 著述较多，但大多限于理论研究层面，其中跃层 链、声学剖面仪和自由沉降式微结构记录仪等新 分析的主流方法主要包括不等距差分法和垂直梯 型观测仪器。这些仪器通常观测的分辨率为1 m ， 度法，这些方法主要用来计算要素梯度值和获取 最小可达到厘米级甚至毫米级，能够准确而又快 跃层上下界位置，但是对于跃层的上下界位置的 速地捕捉到海洋水文要素场的铅直结构的细节， 准确选取还必须利用其他相关的辅助方法。然而 这些新型观测仪器的出现，对以往的海洋观测手 再好的分析方法也需要结合人机交互方式来确定 段和技术带来了革命性的变化，主要体现在以下3 收稿日期：2010