[發(fā)明專利]一種基于Argos漂流浮標(biāo)計(jì)算近表層通量的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810323751.5
• 申請(qǐng)日: 2018-04-12
• 公開（公告）號(hào): CN108802854B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周鋒;武則州;黃大吉;曾定勇;馬曉;倪曉波;宣基亮;馬夢(mèng)遙;李佳;何宇晴;尹文彬;丁睿彬;戴媛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 自然資源部第二海洋研究所
• 主分類號(hào): G01W1/02
• 分類號(hào): G01W1/02
• 代理公司: 杭州五洲普華專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33260
• 代理人: 龔玉平;張瑜

本發(fā)明公開了一種基于Argos漂流浮標(biāo)計(jì)算近表層通量的方法，包括如下步驟：確定目標(biāo)范圍；對(duì)目標(biāo)范圍進(jìn)行網(wǎng)格化處理；將目標(biāo)范圍內(nèi)浮標(biāo)軌跡信息轉(zhuǎn)換為區(qū)域流場(chǎng)數(shù)據(jù)；建立統(tǒng)計(jì)模型，判定浮標(biāo)軌跡在連續(xù)網(wǎng)格中的合理流速值；選取目標(biāo)斷面，獲取斷面上小網(wǎng)格的投影長(zhǎng)度和投影角度；定義浮標(biāo)軌跡跨越目標(biāo)斷面的有效行為，并定位其跨越點(diǎn)的小網(wǎng)格；通過方差控制法二次判定跨越點(diǎn)網(wǎng)格內(nèi)有效流速值；計(jì)算平均流速值；計(jì)算近表層通量情況。本發(fā)明能夠梳理出合理、真實(shí)的Argos漂流浮標(biāo)軌跡分布，根據(jù)有效軌跡信息提取出相應(yīng)的流速值，根據(jù)有效軌跡信息獲取符合統(tǒng)計(jì)意義結(jié)果的有效流速值，獲得準(zhǔn)確的海洋近表層通量計(jì)算結(jié)果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海洋科學(xué)研究及其應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于Argos漂流浮標(biāo)計(jì)算近表層通量的方法。

背景技術(shù)

Argos漂流浮標(biāo)一種利用衛(wèi)星進(jìn)行定位和數(shù)據(jù)傳輸?shù)暮Ｑ笥^測(cè)設(shè)備，記錄海表面的觀測(cè)時(shí)間、經(jīng)緯度、溫度等基本海洋要素，主要由全球漂流浮標(biāo)計(jì)劃(Global DrifterProgram，簡(jiǎn)稱GDP)所投放，其數(shù)據(jù)時(shí)間間隔為6小時(shí)(Hansen et al.，1996)，數(shù)據(jù)可每月更新。

目前海洋科學(xué)研究中，關(guān)于通量的計(jì)算常通過收支平衡來體現(xiàn)，是一種歐拉方法，相比之下，Argos漂流浮標(biāo)資料則是一種基于拉格朗日方式的觀測(cè)資料；在海洋環(huán)流和物質(zhì)交換的研究中，拉格朗日方式的觀測(cè)資料可以更直接地顯示水體真實(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，是一種有效而可靠的研究手段，目前基于研究Argos漂流浮標(biāo)軌跡分布來探討通量情況的研究還不多見，其中一個(gè)重要因素是Argos漂流浮標(biāo)軌跡存在空間不規(guī)則分布現(xiàn)象，需要經(jīng)過一定的處理才能獲得可靠且有價(jià)值的信息。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決利用Argos漂流浮標(biāo)資料進(jìn)行海洋近表層通量的問題，提供一種統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ头椒?，能夠梳理出合理、真?shí)的Argos漂流浮標(biāo)軌跡分布，利用Argos漂流浮標(biāo)獲取的位置信息反演流場(chǎng)并計(jì)算目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)斷面上近表層的通量情況，獲得相對(duì)準(zhǔn)確的海洋近表層通量結(jié)果的基于Argos漂流浮標(biāo)計(jì)算近表層通量的方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種基于Argos漂流浮標(biāo)計(jì)算近表層通量的方法，包括如下步驟：

1)確定目標(biāo)范圍，下載經(jīng)過目標(biāo)范圍內(nèi)的Argos漂流浮標(biāo)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行目標(biāo)范圍之外的數(shù)據(jù)剔除、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、軌跡的分段、浮標(biāo)的查重處理，提取目標(biāo)范圍內(nèi)真實(shí)、有效的浮標(biāo)軌跡信息；

2)對(duì)目標(biāo)范圍進(jìn)行網(wǎng)格化處理，均勻劃分為0.08°×0.08°的小網(wǎng)格；

3)根據(jù)浮標(biāo)相鄰位置點(diǎn)信息及其時(shí)間間隔計(jì)算出該段距離內(nèi)的平均流速值和流速方向，將目標(biāo)范圍內(nèi)浮標(biāo)軌跡信息轉(zhuǎn)換為區(qū)域流場(chǎng)數(shù)據(jù)；

4)建立統(tǒng)計(jì)模型，判定浮標(biāo)軌跡在連續(xù)網(wǎng)格中的合理流速值；

5)選取目標(biāo)斷面，獲取斷面上小網(wǎng)格的投影長(zhǎng)度和投影角度；

6)定義浮標(biāo)軌跡跨越目標(biāo)斷面的有效行為，并定位其跨越點(diǎn)的小網(wǎng)格；

7)通過方差控制法二次判定跨越點(diǎn)網(wǎng)格內(nèi)有效流速值；

8)計(jì)算網(wǎng)格內(nèi)有效流速在該網(wǎng)格區(qū)的法向速度，并通過投影法計(jì)算出網(wǎng)格的流速值，并對(duì)其取平均值，得到該網(wǎng)格區(qū)的平均流速；

9)根據(jù)風(fēng)速大小估算上層混合層厚度，最后通過積分?jǐn)嗝嫔厦總€(gè)網(wǎng)格點(diǎn)的平均流速和上層混合層厚度的方法得到近表層通量，獲得該斷面上的近表層通量情況；

所述的步驟1)中目標(biāo)范圍之外的數(shù)據(jù)剔除以如下方法進(jìn)行，假設(shè)某漂流浮標(biāo)的位置信息為Point_i目標(biāo)范圍的經(jīng)緯度為L(zhǎng)on_min、Lon_max、Lat_min、Lat_max，將浮標(biāo)位置點(diǎn)這種情況下：的信息標(biāo)記為Mark_i＝1，其他情況標(biāo)記為Mark_i＝0，然后剔除Mark_i＝0的浮標(biāo)位置信息；