利用时空分辨率较高的卫星遥感数据弥补现场观测资料的不足,融合产生高分辨率的三维乃至四维要素场,是海洋资料同化与要素场重构的重要研究内容和前沿科学问题。由于卫星盐度数据存在较大误差以及表层-次表层投影技术有待发展完善,海表盐度的误差订正与同化工作仍存在较多问题。本文针对海表盐度资料的误差订正及次表层投影问题,从技术上研究了海表盐度资料的滤噪融合算法以及预判卫星资料反演同化效果的技术流程,从理论上探究了表层-次表层投影的动力原理以及表层盐度误差对次表层密度和速度场反演重构的影响。论文主要工作和研究成果:(1)基于海洋要素的实际分布特点,构建了非均匀性和各向异性权函数,改进了传统多分形融合算法,并引入Rossby变形半径、海表地转流等海洋动力信息确定参数,利用SST、SSH及气候态资料,对盐度产品进行滤噪和融合。对比实验结果表明,相较于原始数据,融合的产品具有更为清晰的分形结构、更低的中小尺度噪音、更小的误差以及更高的相关系数。非均匀性与各向异性的权函数方案,在均方根误差和相关系数的表现上均比传统方案更优,说明了在数据融合和同化工作中考虑海洋要素实际分布存在的非均匀性和各向异性规律的必要性。非均匀性方案能够在全球范围内有所改进,而各向异性方案除在强流区存在明显改进以外,与非均匀性方案的差别不大。(2)基于isQG方法基本原理,提出了衡量垂直模态、反演效果及其影响因子的多个定量指标,并利用再分析资料分析了不同海洋环境下表层-次表层垂向投影的结构及其对卫星资料同化可能造成的影响。SQG模态将表层密度信号投射到次表层,其主要受表层浮力信号的强度、跃层的深度及强度影响,内部解的正压和斜压模态则投射出海表高度信号,其同样受跃层深度和强度的制约;通过表层浮力指数、混合层深度和最大层结三个指数即可判定SQG解和isQG解的强弱。表层地转偏差指数是预判垂向模态投影正确性和isQG方法反演效果的首要指标;在表层地转偏差较大的海区,垂向模态投影失真,重构结果存在较大误差。若表层地转偏差较小且SQG解较强(强海表浮力信号与弱跃层),海表浮力信号的垂向投影构成了相当一部分的次表层信号,即使存在次表层强化结构,其总体反演误差也应当很小,只是局部误差较大;在这些海区,仅SSS和SST资料的反演结果就可有效反映涡旋结构。若表层地转偏差较小,SQG解较弱,而isQG解较强(弱海表浮力信号与弱跃层),则弱的海表浮力信号难以显著影响次表层,但海面高度信号可以通过内部模态有效弥补SQG模态的缺陷,反演误差较小,然而次表层强化结构可能难以得到正确反映;在这些区域,仅仅利用SSS和SST资料难以很好地重构涡旋场,但引入SSH资料则可以显著改进反演效果。若地转偏差较小,且SQG解和isQG解均比较弱(弱海表浮力信号与强跃层),则无论是海表浮力信号还是海表高度信号都无法很好地穿透跃层,反演误差主要取决于次表层强化结构的强弱。(3)基于不同权函数融合方案产生的盐度产品,结合其他实测资料,利用isQG算法探究了表层盐度误差对次表层动力结构反演的影响。表层盐度的噪音使得海表密度存在虚假的噪音结构,并进一步通过垂直模态传递到次表层,使得250m以上的密度反演误差相当大;而滤噪融合的盐度产品可有效降低表层噪音及上层的反演误差,说明了海表盐度的同化工作中盐度资料滤噪和融合的重要性。不同方案的SSS所反演的密度在量值上几乎没有差异,但在结构上存在一定差异;而反演的速度场在大小和方向上均存在差异;总的来说,非均匀性方案和各向异性方案能够体现出更好的效果,但在无时间积分的重构实验中改进效果一般。