利用ARGO浮标轨迹推断大洋表层和中层海流
谢基平1，2 朱 江1 郭吉鸽1，2
1.中国科学院大气物理研究所，北京，100029 2.中国科学院研究生院，北京，100029
摘 要
ARGO计划的实施不仅提供了全球大洋中上层(2000m)温盐剖面，而且为近实时监测海洋表层和中层绝对流速提供了现实可能。然而，由于在对大洋表层和中层海流的估计过程中，能直接被应用的是ARGO浮标在表层漂流的轨迹定位信息，因而研究利用ARGO浮标轨迹推断大洋表层和中层海流的方法具有重要的现实意义。本文中，提出了一个基于Kalman滤波的顺序表面轨迹预报和分析方法(KF)，并将其应用于从2001年11月至2004年10月的太平洋表层和中层海流的最优估计。通过KF方法，表层海流u(v)分量的估计误差平均为4.4 cm s-1，与当前表面漂流浮标所观测到的表层流精度相当，并且权重时空平均分析所得到平均流场清晰地描述了表层流的多年平均和季节特征。
借助于ECCO的再分析流场，讨论了利用ARGO浮标推断中层流的主要误差来源，证实浮标在下潜前和上浮后的表面漂流过程是影响中层流估计误差的最主要因素。因而，本文利用KF方法来预报浮标下潜开始和上浮结束时刻浮标所在位置能有效的减少中层流的估计误差。结果表明，经过KF方法订正之后，在不考虑垂直流切变因素条件下，中层流估计误差将由平均2.7 cm s-1减少至0.2 cm s-1。并且基于权重时空平均分析所得到的平均流场揭示出的中层赤道流系分布、西北太平洋顺时针环流圈等流场特征与以往Firing等(1998)和Reid(1997)等人的结果相近，从而进一步证实ARGO浮标能够有效的监测到相关海域内表层和中层流场的基本变化特征。