摘要
卫星遥感技术因其能够快速、高效地提供地球表面实际观测数据的特点，已成为人们了解和认知地球的必要手段。海洋温盐场是海洋核心动力要素之一，基于卫星海表观测数据推测海洋次表层的温盐结构有着非常重要的研究意义。本文基于多源海洋数据，开展了基于卫星观测海表面数据在黑潮延伸体区域海洋次表层温盐结构重构的研究，所做工作如下： (1) 主要采用经验残差回归法分别构建了海面温度SST、海面高度SSH以及SSTamp;SSH两者相结合与三维温盐结构的关系，并重构了黑潮延伸体区域次表层温盐场。研究表明，用 SST重构主要表现在混合层以浅区域，SSH 重构主要表现在混合层以深区域，两者联合能同时获取浅层和深层的温盐特征。通过分析重构精度可知，SSTamp;SSH联合重构温盐场的精度最高。 (2) 基于变分重构方法，分析了SSH、SST与温盐垂向梯度对重构三维温盐场及其声场的影响。研究发现，集合了3个约束项的重构方案精度最高，能更好地捕捉温盐场的空间特征。SST主要捕捉混合层以浅区域的温盐特征，这对表面声学层(Sound Layer depth, SLD)的影响较大；SSH和温盐场的垂直梯度对混合层以深区域的反演精度都有较大提升。根据声学特征分析，SST、SSH与梯度同时约束时，SLD以浅声速与HYCOM相差最小，约为1m/s；没有梯度约束时，SLD与HYCOM相差较大，未能反映出表面声道特征。 (3) 提出了一种基于多尺度耦合正交分解的三维温盐场重构方法。该方法利用多尺度耦合正交分解对历史温盐剖面进行从大尺度到小尺度的迭代分解，以分层提取不同尺度三维温盐场的特征信息，然后分别建立海洋表面卫星观测与不同尺度的三维温盐场特征信息的重构模型。本文还利用单层正交分解法进行了三维温盐场重构，结果显示，多尺度耦合正交分解法优于单层正交分解法，且随着分解的层次不断细化，重构温盐场的精度及其垂直梯度精度均呈现明显的提升，表明多尺度耦合正交分解重构方法能有效地捕捉次表层海洋的空间特征信息。
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