不同测高产品对地中海中尺度涡探测的影响

长期以来,人们利用海平面异常(Sea level anomaly,SLA)对中尺度涡旋进行了大量研究。然而,随着新的测高产品绝对动力地形(Absolute dynamic topography,ADT)的提出,SLA产品探测涡旋的准确性值得重新检验。因此,本文以地中海为例,使用26 a(1993—2018年)时间序列,提供了AVISO发布的中尺度涡旋轨迹图集(META数据集)和Tian等发布的海洋涡旋识别与追踪数据集(Tian数据集)这两种由不同测高产品衍生的涡旋数据集之间的比较分析。结果表明,在涡旋识别方面,META比Tian数据集捕获的涡旋数量更多,具有更大的振幅和更小的半径;在空间域上,META数据集更容易检测到永久、准永久性气旋涡。值得注意的是,由于SLA是平均海平面(Mean sea surface,MSS)的异常,而MSS的分辨率在高纬地区以及沿海区域并不高,造成了沿轨SLA不可避免地存在误差。因此,在时域上,SLA捕获的涡旋数量波动不断趋向ADT,使得META相较于Tian数据集质量更稳定。在涡旋追踪方面,Tian比META数据集追踪到的长寿涡(>6个月)普遍具有更长的寿命和更连续的轨迹,从而使涡旋显示出更强的鲁棒性。因此,本文建议,当关注的目标是单体涡旋时,应使用META数据集;当重点关注涡旋轨迹时,应采用Tian数据集。

海洋涡旋遥感:进展与挑战

海洋涡旋数量大、分布广、含能高、裹挟强,是研究物质循环、能量级联和圈层耦合的理想载体。对涡旋的全生命周期追踪观测成为21世纪以来海洋遥感领域最重要的进展之一,并引发了新一轮涡旋研究的热潮。本文从涡旋的温度异常、物质示踪、旋转流场和闭合拓扑等特征出发,简述了红外辐射计、可见光扫描仪、微波高度计、合成孔径雷达等遥感技术在涡旋观测中的机理和方法,重点阐述了卫星高度计涡旋识别与追踪算法及其在涡旋形态学、运动学和动力学中的应用。基于虚拟星座下的多参数遥感,介绍了涡旋在海洋、大气、生态等交叉学科领域的前沿应用和最新进展。指出当前涡旋遥感发展面临的亚中尺度、垂直结构、跨学科研究等3大挑战,展望了新一代遥感技术在未来海洋科学特别是涡旋海洋学研究中的应用前景。