东北印度洋海域锋面遥感探测与时空变化分析

摘要

海洋锋是海洋中一种不可忽视的中尺度现象，锋面强度、位置等会跟随时间而变化，是海洋中物质交换的重要区域，其时空变化是海洋研究中的不可或缺的内容之一。本文通过对比几种典型的锋面检测方法，发展得到适用于东北印度洋海域的海洋锋面遥感探测方法，基于该方法，利用2002~2017年的多源卫星遥感数据，开展东北印度洋锋面信息提取及时空变化特征分析，并详细讨论了不同锋面各自的变化趋势，结合风、流数据开展其与锋面强度变化的相关性分析工作。本文的主要工作如下：　　(1)对比了几种典型锋面检测方法在东北印度洋海域的适用性，发展了联合Sobel和Canny算子的锋面自动阈值检测方法。基于2002~2017年SST、CHL、KD490数据，利用该方法在东北印度洋海域检测各要素锋面中心线，发现温度锋与水色锋变化趋势大致相反，但温度锋的季节变化更加明显，且可检测到的锋面更多，探测到的7个温度锋面分别为恒河-雅鲁藏布江河口锋、伊洛瓦底江河口锋、Palk海峡锋、斯里兰卡锋、马六甲海峡锋、爪哇岛锋和8°S锋。　　(2)开展了温度锋的空间分布和季节变化分析，发现冬季锋面多发生在研究区北部，季节内变化较小，夏季锋面多出现在南部，春、秋季处于过渡时期。恒河-雅鲁藏布江河口锋和伊洛瓦底江河口锋主要发生在东北季风盛行时期，冬季跨锋温差较大，形态、位置相对稳定，恒河-雅鲁藏布江河口锋平均强度较大；Palk海峡锋平均强度较高，多发生在西南季风盛行时期，强度、点数和跨锋温差的变化均较小，中心位置比较稳定；斯里兰卡锋和马六甲海峡锋主要存在于西南季风时期，平均强度较低，强度、点数和跨锋温差变化不大，中心位置的年际变化比较明显；爪哇岛锋的平均强度较大，存在于西南季风盛行时期，变化幅度较大，近岸年际变化较小，向西延伸部分变化大；8°S锋仅在西南季风盛行时期检测到，强度较低，点数、跨锋温差和中心位置均具有较大的变化。　　(3)分析了风场、环流与锋面平均强度的相关性，发现锋面强度的变化与风速的变化具有一致性，北部的恒河-雅鲁藏布江河口锋和伊洛瓦底江河口锋与经向风速的相关程度较高，南部的爪哇岛锋和8°S锋与纬向风速的相关程度较大，冬、夏相关程度不同。锋面平均强度与流速的一致性不高，选择恒河-雅鲁藏布江河口锋和爪哇岛锋两个典型锋区进行SLA的EOF前四个模态分析，发现恒河-雅鲁藏布江河口锋区SLA时间系数的变化与季风转变时期基本一致，爪哇岛锋区SLA呈带状沿西南-东北方向正负相间分布。

目录

声明

变量注释表

1 引言

1.1研究背景及意义

1.1.1 支撑课题

1.1.2 海洋锋

1.1.3 研究区概况

1.2国内外研究进展

1.2.1 海洋锋检测方法

1.2.2 东印度洋锋面研究

1.2.3 海洋锋与其他要素的相关分析

1.2.4 总结

1.3研究内容及论文结构

2 数据与方法

2.1卫星遥感数据

2.1.1 海表温度数据

2.1.2 水色数据

2.1.3 风场数据

2.1.4 环流相关数据

2.2锋面检测方法与对比

2.2.1 常见的锋面检测方法

2.2.2 方法比较

2.3温度锋与水色锋的变化特征

3 温度锋的空间分布特征和时间变化规律

3.1温度锋整体空间分布特征及季节变化规律

3.1.1 冬季

3.1.2 春季

3.1.3 夏季

3.1.4 秋季

3.2不同温度锋面的时空变化

3.2.1 恒河-雅鲁藏布江河口锋

3.2.2 伊洛瓦底江河口锋

3.2.3 Palk海峡锋

3.2.4 斯里兰卡锋

3.2.5 马六甲海峡锋

3.2.6 爪哇岛锋

3.2.7 8°S锋

3.2.8 小结

4 风场和环流与温度锋的相关性分析

4.1风场与温度锋的关系

4.1.1 风速与锋面平均强度的变化

4.1.2 风速与锋区平均梯度的相关性分析

4.2环流与温度锋的关系

4.2.1 流速与锋面平均强度的变化

4.2.2 SLA时空变化

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

作者简历

致谢

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