日本海西南海域现场观测和卫星高度计获取的海面高度距平的比较研究

葛 磊, 徐永生, 尹宝树(1. 中国科学院海洋研究所, 山东 青岛 266071; 2. 中国科学院大学, 北京 100049; 3. 中国科学院 海洋环流与波动重点实验室, 山东 青岛 266071; 4. 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋动力过程与气候功能实验室,山东 青岛 266237)



日本海西南海域现场观测和卫星高度计获取的海面高度距平的比较研究

葛 磊1, 2, 3, 徐永生1, 3, 4, 尹宝树1, 3, 4
(1. 中国科学院海洋研究所, 山东 青岛 266071; 2. 中国科学院大学, 北京 100049; 3. 中国科学院 海洋环流与波动重点实验室, 山东 青岛 266071; 4. 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋动力过程与气候功能实验室,山东 青岛 266237)

压力传感逆式回声仪(pressure-sensor-equipped inverted echo sounders, PIES)可以用来测量海底压力和声波从海底到海面的传播时间。海底压力和声波传播时间分别被用来估计水体质量变化(正压)和比容变化(斜压)对海面高度距平的贡献。对由PIES在日本海西南海域现场观测数据得到的海面高度距平(PIES SLA)与卫星高度计海面高度距平(Sat SLA)进行了比较研究。利用相关分析法, 对PIES SLA和沿轨T/P卫星、沿轨ERS-2卫星测得的海面高度距平(TP SLA、ERS-2 SLA)进行了比较; 对PIES SLA 和AVISO网格化海面高度距平进行了比较, 估计可能的误差来源, 并分析PIES SLA正压部分和斜压部分对SLA的贡献。比较发现, PIES SLA和Sat SLA的相关系数较高, 且均方根误差较小, 并且对特定区域和特定站点产生误差可能的原因进行了进一步的探讨。通过研究, 有以下结论: (1)相对于湾流和黑潮地区, 这一区域正压部分对海面高度的贡献相对较大; (2)如果再考虑斜压变化对海面高度的贡献, PIES SLA和Sat SLA相关系数会有所提升; (3)在高能区PIES SLA和Sat SLA相关系数较高, 符合得相对比较好。总的来说, 在日本海地区, PIES SLA和Sat SLA相关系数较高, 具有较高的一致性, 能为我国海洋二号(HY-2)等卫星高度计的校验提供一种可靠的方式。该研究对于PIES的研发和设计以及对于PIES的布放位置的选择都有一定的借鉴意义。

海面高度距平; 压力传感逆式回声仪(PIES); 卫星高度计; 声波传播时间; 海水底部压力

(全球变化与海气相互作用)及中国科学院知识创新项目(Y22114101Q) [Foundation: 100 Talents Program of the Chinese Academy of Sciences, No.Y32109101L; National Natural Science Foundation of China, No.41376028; Key Topics in Innovation Engineering of the Chinese Academy of Sciences, No. KZCX2-EW-209; State Oceanic Administration, (Global change and the air sea interaction project), Knowledge Innovation Project of the Chinese Academy of Sciences, No.Y22114101Q]

回声探测仪被广泛地用于测量海洋深度等海洋要素, 但是其容易受极端海况、恶劣天气、绳索倾斜等影响, 从而导致较大的测量误差。而逆式回声探测仪(inverted echo sounder, IES)与一般的声波探测仪正好相反, 它将声波发射器置于海底, 向上发射声波, 经海面反射后回到海底, 从而记录声波由海底到海面的往返传播时间τ。如果再加上一个压力传感器, 用来记录海洋底部压力Pbot, 便构成了压力传感逆式回声仪(pressure-sensor-equipped inverted echo sounders, PIES)。由于具有观测周期长、安全性高、适合阵列式大范围观测的优点, PIES已发展成为近代海洋观测的一个重要手段, 在全球海洋环境监测、海洋环流动力学研究以及军事海洋学等多个应用领域, 全世界大洋多个海区得到了成功应用。

自从1969年Rossby[1]发展逆式回声仪(inverted echo sounders, IES)以来, 人们一直在发展对声波τ的处理技术, 以便从声波τ中获取更多的海洋信息, Meinen 和Watts[2]、Sun和 Watts[3]、Watts等[4]得到了重力经验模方法(gravest empirical mode, GEM), 能够利用声波τ, 来获得海水温度和比容异常的剖面或者廓线。

近年来, 卫星高度计发展成为了海洋观测卫星的基本观测仪器之一, 其能够对全球海洋进行大面积、全天候持续观测, 对全球海洋进行精确的测量。随着卫星测高技术的发展, 卫星测量海面高度(SSH)得到了越来越广泛的应用, 在我们认识全球环流分布、中尺度涡、海面动力过程、海洋风浪的反演等研究中起着重要的作用。

Ponte[5]、Guinehut等[6]、Jayne等[7]认为海面高度变化由以下两个部分构成: 由于海水质量变化引起的正压部分(barotropic components)和由于海水温度、密度等变化引起的斜压部分(baroclinic components), 有些文献上也分别称为质量负载变化(massloading)和比容变化(steric)。Baker-Yeboah等[8]认为水柱中质量变化(正压部分)对SSH的贡献和纯粹由比容变化(斜压部分)对SSH的贡献均可以由PIES记录数据来得到。也就是说PIES能够通过同时测量声波τ和底部压力Pbot, 来获得对应SSH的斜压部分和正压部分。卫星高度计测量的SSH, 当然也由正压和斜压两部分组成。Fukumori等[9]认为跟密度变化相关的斜压部分被认为是主导SSH低频变化的主要因素, 而正压部分则对高频带部分贡献较大。

卫星观测和现场观测得到的SSH之间的定量比较少, 因为在开放的海洋中, 难以同时获得两种测量方式得到SSH的正压部分和斜压部分。较早的一些研究中, Gilson等[10]、McCarthy等[11]对XBT数据得到的SSH距平与沿着部分卫星测量的SSH距平进行了比较, 以达到评估卫星测高的目的。

这次布放在日本海(Japan/East Sea, JES)西南部区域的持续观测达2 a之久24个PIES, 为我们比较逆式回声仪测得的海面高度距平(以下简称为PIES SLA)和卫星高度计海面高度距平(以下简称为Sat SLA)提供了一个很好的机会。本文将利用相关分析法, 利用卫星高度数据产品包括AVISO的T/P沿轨(along-track)海面高度距平数据产品、ERS-2沿轨(along-track)海面高度距平产品以及网格化的海面高度距平产品, 对PIES SLA和沿轨T/P卫星、沿轨ERS-2测得的海面高度距平(以下简称为TP SLA、ERS-2 SLA)以及AVISO网格化海面高度距平进行比较, 估计PIES SLA和Sat SLA之间可能的误差来源, 并分析PIES SLA正压部分和斜压部分对比较结果的影响。研究发现在日本海地区, PIES SLA和卫星高度计SLA相关系数较高, 具有较高的一致性, 为我国海洋二号(HY-2)等卫星高度计提供了一种比较可靠的校验方式。

1 数据和方法

在1999年6月到2001年7月期间, 在日本海西南海域的郁陵海盆布放了一个24个PIES的阵列, 布放的位置如图1所示。

图1 24个PIES站点的位置示意图Fig. 1 Positions of the 24 PIES stations

对PIES测量的声波τ和Pbot进行处理, 获得时间分辨率为1 h的数据。τ的分辨率是0.05 ms, PIES 的Paroscientific压力传感器测Pbot的精确度±0.01%,分辨率是10 Pa, 大概是0.1 cm。这些数据经过剔除异常值、去除漂移(dedrift)、去除跳跃(dejump)、深度校正(leveling)等一系列的处理后[12-14], 并且去除各种表面波的影响, 再进行120 h (5 d)的低通滤波处理得到新的时间分辨率为1 h, 并在每天的00时和12时(UTM)重新二次采样。对PIES测得的τ和Pbot的数据处理的过程中, 之所以进行深度校正是为了方便以后的科学分析和研究, 深度校正一般都要选择一个参考深度, 这个参考深度根据观测区域的不同而不同, 比如在湾流区域和大西洋的某些区域,这个深度能都达到4 500 m甚至5 000 m, 而Park等[15]等在黑潮延伸体区域, 这个深度选择了4 000 m。因为本次观测深度大都不是太深, 并且500 m以下的斜压部分就很弱了, 因此参考深度定为500 m。也就是说τ 和Pbot要通过一定的转换关系, 转换成为τ500和P500。

下面将讨论如何由PIES测量的τ和Pbot数据得到SSH距平。PIES测量数据对SSH的贡献可以分为两个部分, 一部分是由于水体质量负载变化导致的正压变化, 这部分可以通过Pbot的变化得到, 一部分是由于密度变化导致的比容变化, 或者称为斜压部分, 这部分可以通过τ得到。

我们将SSH记为η, SSH的正压部分记为ηbt, SSH的斜压部分记为ηbc, 而η, ηbt, ηbc三者的距平分别记为η′, η′bt, η′bc, 底部压力记为Pbot, 将声波传播时间记为τ, Baker-Yeboah等[8]给出,

这里, g代表重力加速度, δ是海水温度(T)、盐度(S)和压强(p)的函数,

ηbc表示由于位势高度异常导致的海面变化, 是由比容或者是跟密度相关的变化(斜压)导致的海面变化。

对于ηbc来说, 去除时间平均值, 便有η斜压部分的距平

和η正压部分的距平。

而声波传播的时间是

这里,sρ代表海表层海水的密度。g代表重力加速度, c代表声波传播时间, c是海水温度盐度和压强的函数,

而又由于公式(1)的关系, 所以说要由τ确定位势高度变化, 就要使用GEM方法, 建立起τ和位势高度变化之间的联系。

前面提到, GEM方法首先由Meinen 和Watts[4]为了研究北大西洋海流的垂直结构和输运发展而来,并且成功地应用到副极地锋面(sub antarctic front)[6],南极绕极流和黑潮小弯曲的发展[15]的研究当中。这些区域都有两个重要的特征, 一是在107Pa处或者更深, 有强的斜压变化, 导致斜压信号比较强。二是不同的水文廓线能够对应产生不同的τ。而日本海西南部地区恰恰不具备这两点, 于是针对这一海域空间季节信号变化和浅温跃层的特点, Mitchell等[16]在GEM的基础上, 提出了剩余GEM(residual GEM)。把GEM捕捉温度T的变化和比容(斜压)的变化分别从70%和64%提升到了89%和84%。

τ经过深度校正后得到τ500对SSH距平斜压部分ΔH的贡献见图2。

图2 SSH距平斜压部分ΔH与τ500对应关系图Fig. 2 Correspondence between ΔH (baroclinic components of the SSH) and τ500

这次比较中用到了3种AVISO卫星高度计产品:一个是T/P卫星迟时沿轨海面高度距平产品, 一个是ERS-2卫星迟时沿轨海面高度距平产品, 这两个产品都是由AVISO制作和分发的(AVISO DT CorSSH and DT SLA Product Handbook, 2012)。另一个是“参考”(reference)迟时的网格化产品(reference maps of sea level anomalies, Ref-MSLA), 空间分辨率是(1/4)°× (1/4)°, 时间分辨率是7 d, 主要是融合了T/P和ERS-2,以及它们对应后继的Jason-1和Envisat卫星数据。T/P卫星轨道和ERS-2卫星轨道与24个PIES站点位置示意图如图3所示。迟时的网格化卫星数据的分辨率和24个PIES站点位置示意图如图4所示。

图3 T/P卫星轨道和ERS-2卫星轨道与24个PIES站点位置示意图Fig. 3 Schematic of the T/P and ERS-2 orbits, and the positions of the 24 PIES stations

2 海面高度的比较

2.1 PIES SLA与TP SLA的比较

从图3中可以看出来, P1-6站点正好在T/P轨道扫过的区域内。T/P卫星周期约为10 d, 相邻资料的空间间隔(沿轨)是5.8 km, 为了创建能够与PIES SLA可比的T/P卫星时间序列, T/P卫星上轨道上距离P1-6站点最近的点将被确定为可比的数据点。P1-6站点处总的PIES SLA和TP SLA的对比图见图5, 从图5中可以看出总的PIES SLA, 能够比较好地反映TP SLA的大致趋势, 吻合度比较高, 计算两者的相关性, 能够达到0.914, 计算二者的均方根误差为8.7 cm。仅仅考虑PIES BT SLA与TP SLA相比较,从图上看出二者吻合得也很好, 但是计算两者的相关性,稍微有点降低达到0.887, 但是均方根误差为7.0 cm。仅仅考虑斜压部分PIES BC SLA的与TP SLA的比较, 从图上看出二者吻合的稍差, 计算两者的相关性, 降低到了0.87, 均方根误差也稍微增大为7.6 cm。

图4 PIES站点位置和网格化卫星数据空间分辨率的相对位置图Fig. 4 Positions of the PIES stations and the grid of the satellite SSH data

Teague等[17]将PIES数据得到的SSH距平与T/P高度计得到的海面距平做了比较, 结果显示两者符合的比较好, 但是均方根误差达到了12 cm, 与他的结果相比, 无论是从相关性来说还是从均方根误差方面来讲, PIES SLA与T/P SLA的比较结果都有显著的改进。从图5还可以看出, 相对于湾流和黑潮地区(Book[18]), 在这一海域正压部分对海面高度的贡献相对较大, 如果再考虑斜压变化对海面高度的贡献, PIES SLA和TP SLA相关系数将会进一步提升。

2.2 PIES SLA与ERS-2 SLA的比较

从图3中可以看出来, P1-4, P2-2, P2-5, P3-1, P4-1, P4-2站点正好在ERS-2轨道扫过的区域内。ERS-2周期大约为35 d。为了创建能够与PIES-SSH可比的ERS-2卫星时间序列, ERS-2卫星上轨道上距离上述几个站点最近的点将被确定为可比的数据点。以P2-5站点为例分析, P2-5站点处ERS-2卫星SLA和PIES得到的总的SLA地对比图见图6, 从图6中可以看出总的PIES TOTAL SLA能够比较好地反映ERS-2 SLA的大致趋势, 吻合度比较高, 计算两者的相关性, 能够达到0.881, 计算二者的均方根误差为7.62 cm。仅仅考虑PIES BT SLA与ERS-2 SLA的相比较, 从图上看出二者吻合程度也很好, 但是计算两者的相关性, 稍微有点降低达到0.851, 但是均方根误差较小为6.8 cm。仅仅考虑PIES BC SLA 与ERS-2 SLA的比较, 从图上看出二者吻合的稍差,计算两者的相关性, 降低到了0.82, 均方根误差也稍微增大为7.5 cm。从图6看出, 相对于湾流和黑潮地区(Book[18]), 在这一海域正压部分对海面高度的贡献相对较大, 如果再考虑斜压变化对海面高度的贡献, PIES SLA和ERS-2 SLA相关系数将会进一步提升。

图5 P1-6站点处T/P卫星SLA和PIES得到的SLA地对比图Fig. 5 Comparison of the TP SLA and PIES SLA at the P1-6 station

2.3 PIES SLA与Ref-MSLA的比较

从图4可以看出, 大部分PIES站点都不在Ref-MSLA网格上面, 这就需要将Ref-MSLA网格数据插值到PIES站点上面去。因为Ref-MSLA时间分辨率是7 d, 为了得到能够比较的时间序列, 需要对PIES得到的SLA数据进行再采样。对于所有的24个站点计算相关性(因P3-2处的可比性不强, 故未列出), 整体的相关系数从0.75到0.94, 其中相关系数低于0.8只有近岸几个站点, 说明大部分站点PIES-SLA和Ref-MSLA吻合的还是很好的。全部站点的相关系数见图7。

从图7中可以看出, PIES-SLA和Ref-MSLA相关系数低于0.8的站点只有P1-1, P2-2, P3-1和P3-3,并且这4个站点大都处于近岸地区。相反, 越是处于深海地区的其他站点, PIES-SLA和Ref-MSLA的相关系数反而比较高。在近岸地区, PIES-SLA和Ref-MSLA相关系数相对较低, 究其原因可能有两个: 一个是日本海的边缘海特征, 导致近岸地区相关海洋活动如浪、流等较为剧烈, 影响了卫星高度计的精确度; 二是我们发现有些近岸地区站点P3-1正好位于陆架坡折处, 而陆架坡折处(shelf break)的大地水准面(geoid)比较陡峭, 卫星的横向不确定性导致卫星测量SLA误差较大。并且对于同一个站点P1-6, 就相关系数而言, 同单个T/P卫星相比, Ref-MSLA的精确度确实有所提升。

图6 P2-5站点处ERS-2卫星SLA和PIES得到的SLA地对比图Fig. 6 Comparison of the ERS-2 SLA and PIES SLA at the P2-5 station

3 结论与展望

本文利用相关分析法, 对PIES SLA和沿轨T/P卫星、沿轨ERS-2测得的海面高度距平以及AVISO网格化海面高度距平进行了比较, 估计可能的误差来源, 并分析了PIES SLA正压部分和斜压部分对比较结果的影响。比较发现, PIES SLA和T/P SLA和的相关系数高达0.914, 均方根误差(Root Mean Squared , RMS)为8.7 cm。PIES SLA和ERS-2 SLA的相关系数在0.75~0.90之间, 均方根误差为7.6~ 10.7 cm。PIES SLA和AVISO网格化海面高度距平的相关系数在0.75到0.94之间。这些结果表明: (1)与湾流和黑潮地区斜压部分对海面高度的贡献相对较大不同, 这一区域正压部分对海面高度的贡献相对较大; (2)如果再考虑斜压变化对海面高度的贡献, PIES SLA和卫星高度计SLA相关系数会有所提升。(3)PIES SLA和卫星高度计SLA的相关性跟海面变化信号的强弱有关系, 一般在高能区, 或者主流区, SLA和卫星高度计SLA相关系数相对较高, 相关性较强。(4)在近岸地区, 由于陆架坡折处大地水准面(geoid)比较陡峭, 卫星的横向不确定性导致的测量误差, 使得PIES SLA和Sat SLA相关系数相对较低。总的来说, 在日本海地区, PIES SLA和Sat SLA相关系数较高, 具有较高的一致性, 能为海洋二号卫星(HY-2)高度计的校验提供一种可靠的方式。

以往大都用验潮站、海上石油平台和GPS浮标来校验卫星高度计数据, 而验潮站数据大都处于近岸,因而校验的效果相对较差, 海上石油平台需要高额的运行维护费用, 且存在诸多试验限制, 操作要求高, GPS浮标容易受到海浪、风的影响, 因此具有观测周期长、安全性高、适合阵列式大范围观测的优点的PIES正好为我们提供了一个较好的校验机会。在高能区和主流区, SLA和卫星高度计SLA相关系数相对较高,相关性较强, 这就提醒我们, 在我们使用PIES校验海洋二号(HY-2)卫星数据时, 可以选择PIES布放在高能区和斜压部分对海面贡献较大的区域来校验。

图7 全部PIES站点PIES-SLA和Ref-MSLA的相关系数示意图Fig. 7 Correlation coefficient of the gridded Ref-MSLA and the PIES-SLA

下一步工作可以考虑在日本海区域利用PIES数据来进行时间和空间相关性尺度的分析(temporal and spatial correlation scale)。

[1] Rossby T. On monitoring depth variations of the main thermocline acoustically[J]. Journal of Geophysical Research Atmospheres, 1969, 74(23): 5542-5546.

[2] Meinen C S, Watts D R. Vertical structure and transport on a transect across the North Atlantic Current near 42°N: Time series and mean[J]. Journal of Geophysical Research, 2000, 105(C9): 21869-21891.

[3] Sun Che, and Watts D R. Acircumpolar gravest empirical mode for the Southern Ocean hydrography[J]. Journal of Geophysical Research, 2001, 106(C2): 2833- 2855.

[4] Watts D R, Qian Xiaoshu, Tracey K L. Mapping abyssal current and pressure fields under the meandering Gulf Stream[J]. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 2001, 18(6): 1052-1067.

[5] Ponte R M. A preliminary model study of the largescale seasonal cycle in bottom pressure over the global ocean[J]. Journal of Geophysical Research, 1999, 104(C1): 1289-1300.

[6] Guinehut S, Traon P-YL, Larnicol G. What can we learn from global altimetry/hydrography comparisons?[J]. Geophysical Research Letters, 2006, 33(10): 229-237.

[7] Jayne S R, Wahr J M, Bryan F O. Observing ocean heat content using satellite gravity and altimetry[J]. Journal of Geophysical Research Atmospheres, 2003, 108(C2): 295-314.

[8] Baker-Yeboah S, Watts D R, Byrne D A, et al. Measurements of sea surface height variability in the Easten South Atlantu from pressure sensor-equipped inverted echo sounders: baroclinic and barotropù[J]. Journal of Atmospheric & Oceanic Technology, 2009, 26(12): 2593.

[9] Fukumori I, Raghunath R, Fu L-L. The nature of global largescale sea-level variability in relation to atmospheric forcing: a modeling study[J]. Journal of Geophysical Research, 1998, 103: 5493-5512.

[10] Gilson J, Roemmich D, Cornuelle B. Relationship of TOPEX/Poseidon altimetric height to steric height and circulation in theNorth Pacific[J]. Journal of Geophysical Research, 1998, 103(C12): 27947-27965.

[11] McCarthy M C, Talley L D, Roemmich D. Seasonal to interannual variability from expendable bathythermographand TOPEX/Poseidon altimeter data in the South Pacific subtropicalgyre[J]. Journal of Geophysical Research, 2000, 105(C8): 19535-19550

[12] Xu Yongsheng, Watts D R, Wimbush M. Coupled patterns between fields of dynamic height and bottom pressure in the Japan/East Sea[J]. Ocean Science Journal, 2009, 44(1): 35-42.

[13] Xu Yongsheng, Watts D R, Wimbush M, et al. Fundamentalmode basin oscillations in the Japan/East Sea[J]. Geophysical Research Letters, 2007, 34(4): 545-559.

[14] Xu Yongsheng, Watts D R, Park J H. De-aliasing of large-scale high-frequency barotropic signals from satellite altimetry in the Japan/East Sea[J]. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 2008, 25(9): 1703-1709.

[15] Park J H, Watts D R, Donohue K A, et al. Comparisons of sea surface height variability observed by pressurerecording inverted echo sounders and satellite altimetry in the Kuroshio Extension[J]. Journal of Oceanography, 2012, 68(3): 401-416.

[16] Mitchell D A, Wimbush M, Watts D R, et al. The residual GEM technique and its application to the southwestern Japan/East sea[J]. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 2004, 21(12): 1895-1909.

[17] Teague W J, Hallock Z R, Jacobs G A, et al. Kuroshio sea surface height fluctuations observed simultaneously with inverted echo sounders and TOPEX/Poseidon[J]. Journal of Geophysical Research, 1995, 100(C12): 24987–24994.

[18] Book J W, Wimbush M, Imawaki S, et al. Kuroshio temporal and spatial variations south of Japan determined from inverted echo sounder measurements[J]. Journal of Geophysical Research-Oceans, 2002, 107(C9): 4-1–4-12.

(本文编辑: 刘珊珊)

Comparison of sea surface height anomalies derived by pressure-sensor-equipped inverted echo sounders and satellite altimetry in the Southwest Japan/East Sea

GE Lei1, 2, 3, XU Yong-sheng1, 3, 4, YIN Bao-shu1, 3, 4
(1. Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences, Qingdao 266071, China; 2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 3. Key Laboratory of Ocean Circulation and Waves, Chinese Academy of Sciences, Qingdao 266071, China; 4. Laboratory of Ocean and Climate Dynamies, Qingdao National Laboratory for Marine Science and Technology, Qingdao 266237, China)

Mar., 28, 2013

sea surface height; pressure-sensor-equipped inverted echo sounder (PIES); satellite altimetry; acoustic echo time; ocean bottom pressure

Pressure-sensor-equipped inverted echo sounders (PIES) can be used to measure sea bottom pressure and the acoustic-wave propagation time from the seabed to the surface. Bottom pressure and the acoustic propagation time are used to estimate the contribution of the sea surface height anomaly (SLA) to water quality changes (positive pressure) and hematocrit changes (baroclinic), respectively. In this paper, we compare SLAs derived by PIES with SLAs derived from satellite altimetry data in the Southwest Japan/East Sea. Using correlation analysis, we compared the PIES SLAs with SLAs measured by the along-track T/P satellite (TP SLA) and the ERS-2 satellite (ERS-2 SLA). We then compared the PIES SLA and AVISO gridded SLAs to estimate possible sources of error. We also analyzed the contributions of the PIES SLA positive pressure and baroclinic aspects of the SLA. The comparison results show that the correlation coefficient of the PIES SLA and Sat SLA is relatively high, and the root mean square error is relatively small. Further, we studied data from specific regions to identify possible causes of site-specific errors. Based on our results, we draw the following conclusions: (1) with respect to the Gulf Stream and the Kuroshio region, the contribution of positive sea surface height is relatively large; (2) if we consider the contribution of baroclinic changes in sea surface height, the PIES SLA and Sat SLA correlation coefficient will improve; (3) in the high-energy zone, the PIES SLA and Sat SLA correlation coefficient is relatively high and relatively better. Overall, in the Japan/East Sea, the PIES SLA and satellite altimeter SLA correlation coefficient is relatively high with a high level of consistency, providing a reliable way for checking the operation of Ocean II satellite (HY-2) altimeters. The research results have significance for the development and design of PIES, and for the selection of the placement of PIES.

P733.1

A

1000-3096(2016)02-0128-08

10.11759/hykx20130328001

2013-03-28;

2013-04-04

中国科学院“百人计划”(Y32109101L); 国家自然科学基金项目(41376028); 中国科学院方向项目(KZCX2-EW-209); 国家海洋局

葛磊(1987-), 男, 河南商丘人, 硕士研究生, 电话: 15806599166, E-mail: gexinlei@126.com; 徐永生(1970-), 通信作者, 男, 山东青岛人, 博士, 研究员, 从事卫星海洋学, 海洋遥感, 海洋动力学等方面的研究工作, 电话: 86-13656488817, E-mail: yongsheng.xu@qdio.ac.cn ; 尹宝树(1963-), 男, 山东青岛人, 博士, 研究员, 主要从事海洋动力过程及数值模拟和海洋灾害研究, 电话: 86-532-82898502, E-mail: bsyin@qdio.ac.cn