南海北部中尺度涡三维细结构的反射地震学研究

Mesoscale eddy has significant influence on the ocean thermodynamics and dynamics, biology, and military and civil activities, and is always the hot focus in oceanography. Most of the former eddy studies are focused on the sea surface and little is known about the vertical structures of eddies. Unraveling the three-dimensional structure of mesoscale eddies has been limited by the lack of observations and the complex dynamics of the system. The seismic method, a new option to oceanographers, is capable of capturing oceanic fine scale structures of mesoscale eddies. Using an abundance of seismic data, satellite altimeter data and an automated eddy detection scheme, three-dimensional structure of mesoscale eddies during its propagation and evolution will be examined in the Northern South China Sea (NSCS). The possible outcome of this study would advance our understanding of the interaction between the flow and mesoscale eddy.

中尺度涡旋在海洋热动力学、生物学以及海洋环境信息保障方面皆有重要的影响和意义，一直是国内外海洋学家的研究热点。尽管卫星高度资料为跟踪涡旋提供了强有力手段，但对涡旋三维结构认知的欠缺妨碍了我们更准确地理解中尺度涡，新近发展的地震海洋学可为了解涡旋三维细结构提供新视角。本项目以南海北部丰富的地震数据积累为基础，基于卫星高度计资料的涡旋判别与追踪算法，获取与涡旋活动相关的地震测线。在常规地震资料的处理基础上，针对海水层数据有大量直达波和气泡效应干扰的特点，进行多种方法组合去噪，对直达波噪音进行压制的同时，尽可能地保留反射波信号。在此之后对相关测线地震数据的水体部分进行叠前时间偏移、波阻抗反演等处理，获取并分析涡旋所在剖面的温盐密和速度场信息，揭示南海北部中尺度涡的三维结构特征，深化对南海北部中尺度涡三维结构特征的认识，从地震海洋学视角为南海北部中尺度涡的研究提供最基本的特征描述。

中尺度涡旋在海洋热动力学、生物学以及海洋环境信息保障方面皆有重要的影响和意义，一直是国内外海洋学家的研究热点。尽管卫星高度资料为跟踪涡旋提供了强有力手段，但对涡旋三维结构认知的欠缺妨碍了我们更准确地理解中尺度涡，新近发展的地震海洋学可为了解涡旋三维细结构提供新视角。项目将通过对南海北部遥感涡旋信息提取，掌握由地震数据获取南海北部涡旋剖面和相关参量的处理技术，并进一步获取南海北部涡旋的三维细结构特征。.按照研究计划，本项目以南海北部丰富的地震数据积累为基础，基于卫星高度计资料的涡旋判别与追踪算法，获取与涡旋活动相关的地震测线。在常规地震资料的处理基础上，针对海水层数据有大量直达波和气泡效应干扰的特点，进行多种方法组合去噪，对直达波噪音进行压制的同时，尽可能地保留反射波信号。在此之后对相关测线地震数据的水体部分进行叠前时间偏移、波阻抗反演等处理，获取并分析涡旋所在剖面的温盐密和速度场信息，揭示南海北部中尺度涡的三维结构特征，并进一步围绕南海北部中尺度涡三维细结构的反射地震学研究的研究主题进行了适当扩展，探究了南海北部中尺度涡输运对海洋动力与气候的影响。项目的研究工作深化了对南海北部中尺度涡三维结构特征的认识，从地震海洋学视角为南海北部中尺度涡的研究提供了特征描述。.项目执行期间，项目负责人和项目成员共已发表学术论文12篇，其中SCI期刊论文7篇，EI论文2篇，圆满完成本项目的研究预期目标。项目组成员积极参加欧洲地球物理年会、欧洲地球科学家和工程师协会年会等国际会议，积极向国内外同行报道学术成果。