热带海洋学报 ›› 2014, Vol. 33 ›› Issue (5): 22-27.doi: 10.11978/j.issn.1009-5470.2014.05.003cstr: 32234.14.j.issn.1009-5470.2014.05.003

所属专题: 海上丝绸之路专题

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基于卫星高度计资料提取热带印度洋Rossby波传播速度与变形半径

张国胜1, 2, 张彪1, 杜岩3, 王蕾4   

  1. 1. 南京信息工程大学海洋科学学院, 江苏 南京 210044; 2. 河海大学港口海岸与近海工程学院, 江苏 南京 210098; 3. 热带海洋环境国家重点实验室(中国科学院南海海洋研究所), 广东 广州 510301; 4. 南京大学大气科学学院, 江苏 南京 210093;
  • 收稿日期:2013-09-18 修回日期:2014-04-08 出版日期:2014-09-29 发布日期:2014-09-29
  • 通讯作者: 通信作者:张彪。E-mail: zhangbiao@nuist.edu.cn
  • 作者简介:作者简介:张国胜(1986~), 男, 山东省济阳县人, 博士, 主要从事卫星海洋学研究。E-mail: ouc3001@yeah.net
  • 基金资助:
    中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室开放基金项目(LTO1206)

Extraction of Rossby wave speed and deformation radius in the tropical Indian Ocean from multi-satellite altimeter data

ZHANG Guo-sheng1, 2, ZHANG Biao1, DU Yan3, WANG Lei4   

  1. 1. School of Marine Science, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing 210044, China; 2. College of Harbor, Coastal and Offshore Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, China; 3. State Key Laboratory of Tropical Oceanography (South China Sea Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences), Guangzhou 510301, China; 4. School of Atmosphere Science, Nanjing University, Nanjing 210093, China;
  • Received:2013-09-18 Revised:2014-04-08 Online:2014-09-29 Published:2014-09-29

摘要: Rossby波是地球流体中的一种低频大尺度波动, 在全球海洋动力过程的调整中发挥着关键作用。利用1993~2011年多卫星高度计融合的月均海平面高度异常数据, 基于二维Radon变换方法提取了热带印度洋南北纬5°~20°区域的Rossby波纬向传播速度。结合斜压Rossby波的理论模型, 利用1993~2008年多年平均的简单海洋再分析数据集的温盐资料, 计算了自由线性的一阶斜压Rossby波的理论波速值。通过对比理论波速与高度计的观测波速, 发现在印度洋5°~20°S间理论值与观测值比较接近, 在5°~20°N间两者差别较大, 其误差可能来源于两个方面: 1) 该区域较多陆地阻隔引起了Rossby波的绕射和反射; 2) 多边界激发的多个Rossby波发生相互作用。利用卫星高度计观测提取的Rossby波波速计算了热带印度洋南北纬5°~20°范围内的Rossby波的变形半径, 给出了Rossby变形半径与纬度的解析表达式。该式能够很好地描述热带印度洋不同纬度的Rossby变形半径, 为今后热带印度洋Rossby波速的应用提供了理论和观测依据。

关键词: 热带印度洋, Rossby波, 卫星高度计, Radon变换

Abstract: We estimated the Rossby wave phase speed in the tropical Indian Ocean (5°~20°S, and 5°~20°N) based on two- dimensional Radon Transform method, using monthly average sea level anomaly data (1993~2001) from multi-altimeters. We also calculated the first baroclinic gravity-wave phase speed, in combination with Rossby wave theoretical model, and the density by using climatologically averaged temperature and salinity profiles from the Simple Ocean Data Assimilation (SODA) reanalysis data (1993~2008). We found that Rossby wave phase speeds from model simulation and altimeter observations are in good agreement in 5°~20°S, but are quite different in 5°~20°N. The difference is possibly caused by 1) Rossby waves are diffracted and reflected by salient topographic features, and 2) interaction of Rossby waves generated by different boundaries. We computed the Rossby wave deformation radius utilizing the estimated phase speed, and further presented an analytic quadratic formula between latitude and deformation radius.

Key words: tropical Indian Ocean, Rossby wave, altimeter, Radon transform

中图分类号: 

  • P731