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  • 全球海洋热含量数据说明
  • 作者:刘增宏   来源:中国Argo实时资料中心   发表时间:2013-06-15 14:04:16   点击:
  • 一、数据简介

          基于美国宇航局(NASA)所属的喷气推进实验室(JPL)Josh Willis博士(Willis et al.,2003)开发的全球海洋热含量计算方法(简称Willis方法),利用全球海洋上的Argo、CTD、XBT、船舶报资料,结合卫星高度计资 料,计算了1992-2009年全球海洋0~750米热含量(异常)场。数据下载地址为ftp://ftp.argo.org.cn/pub/ARGO/hc/,数据占用空间约1.66GB。以下对这些数据作简要说明:

          1、文件名

          该数据集包含的数据文件包括:
           (1)hc????x.mat,其中????表示年份,x为a、b、c或d(a、b、c和d分别表示1-3月、 4-6月、7-9月及10-12月的平均);
           (2)gridinfo.mat,包含了热含量数据的经、纬度网格和时间信息;
           (3)hcseries.mat,包含1992-2009年全球海洋热含量平均的时间序列;
           (4)landmask.mat,为全球海洋和陆地标记,网格大小与热含量场的相同。
           以上数据均以Matlab(2007版本)二进制格式存储,在Matlab命令行下使用“load”命令+文件名,即可载入文件中的所有变量。

          2、数据分辨率

          全球海洋热含量数据的水平分辨率与AVISO准实时多卫星融合海面高度异常(SSHA)的分辨率相同,即经度约1/3度,纬度平均为0.18度,时间分辨率为1/4年。

          3、使用的数据源

          使用的剖面资料主要来自GTSPP (ftp://ftp.nodc.noaa.gov/pub/gtspp/best)、Argo(包括部分全球大洋环流试验-WOCE期间的浮标)及 WOD05数据集中包含的APF、CTD、MBT、OSD、PFL、UOR和XBT数据,总计200万余条温度剖面(图1)。使用WOA01 Levitus气候学温盐度资料来计算全球海洋热含量的平均场(年和季节平均)。同时,使用了欧空局的AVISO海面高度异常资料,包括延时模式资料(其 文件名为 dt_ref_global_merged_msla_h_qd_*.nc,7天平均,时间为1991年10月-2007年9月26日)和准实时多卫星融 合产品(文件名为msla_oer_merged_h_*.nc,2006年6月5日前时间间隔为3天,以后时间间隔为1天,时间从2001年8月22日 至2009年12月31日)。

    MATLAB Handle Graphics
    图1  2008年全球海洋温度剖面分布(a);
    1992-2009年全球海洋温度剖面数量时间分布(b)。

    二、数据说明

          1、热含量(异常)

          热含量数据的文件名为hc????x.mat,其包含的变量有:alpha、corrhc、hmap、hmap2、lat、lon、sshave和 tmap。其中alpha表示热含量对海面高度的回归系数(单位:1×108(J/m2)/cm);corrhc表示利用剖面资料和卫星高度计计算得到的 热含量场(单位:J/m2),2008年4~6月全球海洋上层热含量异常分布如图2所示;hmap表示由高度计计算得到的热含量场与corrhc的差(即 tpxest=sshave.*alpha;corrhc=hmap+tpxest);hmap2表示由剖面资料计算得到的热含量场;lat和lon分别 表示纬度和经度;sshave表示平均海面高度异常(单位:cm)。主要使用的变量有:alpha、corrhc、hma、hmap2、lat、lon和 sshave。需要指出的是,为了强调年际变化趋势,corrhchmaphmap2sshave变量已经去除了时间平均值和季节变化(3个月bin averages

    MATLAB Handle Graphics
    图2  2008年4~6月全球海洋0~750米热含量异常分布(J/m2)

          2、原始热含量

          allheat.mat文件包含通过观测剖面计算得到的热含量,其中变量ht为热含量,htanom为热含量异常,cds代表剖面位置,dt表示剖面观测时间,插值到剖面位置上的海面高度以变量topex表示。

          3、全球积分时间序列

          热含量全球平均的时间序列存储在hcseries.mat文件中。其中,hc为corrhc的全球平均,df为hmap的平均,hc2 为hmap2的平均,tp为tpxest的平均,hs为hc的时间变化即热储(heat storage)变化,hs2为hc2的时间变化,ds为df的时间变化,ts为tp的时间变化,tg为hs,hs2,ds,ts对应的时间,tgrid 为corrhc等对应的时间,tpave为sshave的全球平均。

    MATLAB Handle Graphics

    图3  1993~2009年全球海洋平均热储变化(J/m2)

          4、全球陆海标记

          landmask.mat存储了全球陆海标记,其中lon2和lat2为网格的经纬度,而msk2为陆地和海洋标记(1表示海洋,NaN表示陆地)。

          5、气候学资料

          hlevhr.mat包含由Levitus年平均资料(WOA01)计算得到的热含量。levcyc.mat是由Levitus季节平均资料计算得到的热含量、温盐度等。tlevhr.mat是Levitus年平均温度场。

    三、其他说明

          本数据集的开发得到了国家海洋局公益性行业科研专项经费项目“西北太平洋Argo剖面浮标观测及其应用研究(项目编 号:200706022)”的资助,使用本数据集获得的研究成果应标注“中国Argo实时资料中心”及上述资助项目。感谢AVISO为本研究工作提供了高 质量准实时的卫星海面高度资料。该数据集为中国Argo实时资料中心所有,未经允许,请勿公开传播,如有任何疑问和宝贵意见,请与中国Argo实时资料中心(http://www.argo.org.cn)相关人员联系。
          联系人:刘增宏 
          电    话:0571-81963098
          Email: davids_liu@263.net

    参考文献
          (1)Willis,J.K,, D.Roemmich, and B.Cornuelle,2004: Interannual variability in upper ocean heat content, temperature, and thermosteric expansion on global scales. J.Geophys. Res. 109,13,c12036,doi:10.1029/2003JC002260.
          (2)Willis, J. K., D. Roemmich, and B. Cornuelle (2003), Combining altimetric height with broadscale profile data to estimate steric height, heat storage, subsurface temperature, and sea-surface temperature variability, J. Geophys. Res., 108(C9), 3292, doi:10.1029/2002JC001755.

    中国Argo实时资料中心
    2009年5月
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