卫星高度计资料在海洋潮汐研究中的应用

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:vazumi126
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本文依据收集到的392个地面验潮站8个主要分潮(M2、S2、 K1、O1、N2、K2、P1及Q1)的调和常数,对现有7个全球大洋潮汐模式的准确度进行了检验,结果显示各模式在深海区域均达到了比较高的准确度,相互之间差别也不大。经验模式GOT00和CSR4.0、同化模式NAO99、反演同化模式TPX07.0、数值同化模式FES2002和FES2004的M2分潮均方根偏差在3 cm左右,其它分潮(S2、K1、O1、N2、 K2、P1及Q1)大约在1~2 cm。本文还依据中国近海18个岛屿的调和常数对其中的5个大洋潮汐模式的准确度进行了检验,结果表明,M2分潮均方根偏差在6~14 cm,明显高于大洋部分的偏差,其中日本国家天文台的潮汐模式NAO99在中国近海的结果相对较准确。   我们利用1992年8月至2008年8月的TOPEX/POSEIDON和JASON-1(T/P-J)卫星高度计资料,对沿卫星轨道的302816个站点进行了14个分潮的潮汐调和分析,得到了全球大洋潮汐的8个主要分潮以及2个气象分潮Sa、Ssa的经验同潮图。主要结果有:(1)各分潮在卫星上升轨道与下降轨道的交叉点(约7000个)相关性分析表明:M2分潮的振幅和迟角的相关系数很高(分别为0.9965和0.9961); S2,K1,O1和Sa分潮也有较好的相关性(相关系数为0.94~0.99):(2)该结果与392地面个验潮站吻合较好,其中M2分潮的振幅、迟角和向量的均方根偏差分别为:1.73 cm,2.34°和2.93 cm;S2,K1和O1分潮的振幅、迟角和向量的均方根偏差为1 cm左右,5.25°~7.27°和1.5~2.1 cm,该精度与最近几年国际上的主要大洋潮汐模式的准确度相近;(3)首次通过卫星资料获得了Sa、Ssa分潮的同潮图。周期为1年的Sa分潮与大洋105个地面站相比,振幅、迟角和向量的均方根偏差分别为1.50 cm、18.36°和2.16 cm。在此基础上,进一步分析了构成Sa、Ssa气象分潮的两个主要因素(海水密度以及海面气压)在全球的分布。   在T/P-J等卫星资料无法覆盖到南大洋和北冰洋,本文利用Princeton Ocean Model( POM)进行了数值模拟,模拟结果与162个地面实测站(其中南大洋30个,北冰洋132个)的观测比较一致。基于卫星资料分析的结果和数值模拟结果合并得到了全球大洋的8个主要分潮同潮图。在此基础上通过全球潮汐能量耗散的计算得到潮能通量的分布,并得到全球M2、S2、 K1和O1分潮的潮汐能量耗散率为2.431TW、0.401TW、0.336TW和0.176TW。   本文还利用卫星资料对南海潮汐进行了研究,在中国南海,获得了主要的半日潮、全日潮、四分日分潮和长周期分潮( M2,S2,N2,K2,K1,O1,P1,Q1,M4,MS4,Sa,Ssa)的经验同潮图。与南海沿岸94个地面验潮站的数据符合得比较好,M2,S2,K1及O1等4个主要分潮的平均振幅差为2~4 cm,均方根偏差分别是9~11 cm.其它4个主要分潮N2,K2,P1,Q1的平均振幅差为1~2 cm,均方根偏差为2~4 cm。此外,本文还利用卫星高度计资料潮汐分析结果沿卫星轨道进行高通滤波,分离得出中国近海的M2,S2,K1及O1分潮的内潮信息。
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