【中國科學(xué)報】Argo軌跡反演大洋千米層流場的誤差
中國科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋環(huán)境國家重點實驗室研究員杜巖團隊，研究揭示Argo浮標(biāo)軌跡反演大洋千米層流場時的誤差。相關(guān)研究近日發(fā)表于《物理海洋學(xué)雜志》。博士王天宇為第一作者，杜巖為通訊作者。
由于走航ADCP、潛標(biāo)觀測成本高，觀測樣本較少，目前對大洋深層環(huán)流的刻畫尚不清晰。Argo浮標(biāo)具有被動漂流特性，其表層GPS位置信息常用來反演大洋表層和停留層漂移深度上（通常為1000米）的流速場，可作為大洋地形洋流觀測、模式輸出值的重要參考。
基于Argo仿真模擬實驗，研究人員計算了利用Argo軌跡反演的大洋千米層（Argo停留深度）的流場，并將其與仿真實驗的基準(zhǔn)流場（ECCO2）對比，發(fā)現(xiàn)軌跡反演流場算法中普遍存在較為顯著的誤差。
該研究發(fā)現(xiàn)，Argo浮標(biāo)軌跡反演大洋千米層流場時的誤差不僅來源于算法自身的局限性，海洋復(fù)雜的動力過程也在一定程度上影響反演結(jié)果。例如，海洋的垂向剪切會造成浮標(biāo)在上浮/下潛階段的位置偏移，使速度矢量的起始點產(chǎn)生偏差。諸多研究如Park等，對此誤差做了分析驗證。
而該工作在此基礎(chǔ)上將論證進一步量化，分析了熱成風(fēng)理論與 螺旋效應(yīng)會影響軌跡反演流場在低緯度海洋的準(zhǔn)確性。具體表現(xiàn)為：在赤道海洋的垂向剪切會使得流速的估算值比真實值高估1至2 cm s-1，而在副熱帶垂向剪切會造成流場方向的偏差。
此外，該工作發(fā)現(xiàn)Argo浮標(biāo)在沿流線漂流時自身速率的變化也在一定程度上影響反演的流速準(zhǔn)確性。在這個過程中，海洋中尺度渦旋對浮標(biāo)的漂流速率會產(chǎn)生加速作用，往往伴隨大洋能量的逆向串級，即海洋中尺度過程加強或維持流軸結(jié)構(gòu)。最終在中尺度渦旋活躍的區(qū)域，如西邊界流和南極繞極流區(qū)域，由浮標(biāo)軌跡反演的流速場通常會存在不可忽略的誤差，即估算的流場比真實值偏低。低估的振幅可能高達2 cm s-1，約占觀測值的12%。
該工作對于現(xiàn)有觀測和模式中大洋千米層流場的評估和校正有一定的推動作用。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1175/JPO-D-20-0287.1
