XBT观测资料系统性偏差影响因素的数值模拟研究

项目名称： XBT观测资料系统性偏差影响因素的数值模拟研究

项目编号： No.41476016

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2015

项目学科： 天文学、地球科学

项目作者： 朱江

作者单位： 中国科学院大气物理研究所

项目金额： 89万元

中文摘要： 全球上层海洋热含量如何变化是气候变化研究的一个基础问题。热含量变化的估计依赖于历史海洋次表层现场观测资料，其中过去50年最主要是XBT。但其系统性偏差，使得历史热含量估计存在很大的不确定性。虽然已有大量研究订正XBT偏差，但到目前为止仍然没有一个广泛认可的最佳订正方案。这主要源于对XBT偏差的认识依然很不够。本项目拟采用一个新一代的流体力学－固体相互作用模型来模拟XBT在海水中下降的详细过程。通过大量的数值模拟试验对XBT型号、海洋温度、海水层结、仪器入水角度、仪器发射高度等因子对XBT的系统性偏差的影响开展研究。利用本项目的模拟结果，和已经收集到的历史XBT的元数据（除了温度廓线观测外还包括发射的船名和甲板高度等相关辅助信息），拟提出新的订正海洋历史XBT资料深度偏差的方案。

中文关键词： 气候变化；数值模拟；海洋观测；XBT

英文摘要： How much the upper ocean is warming? This is a basic question in climate change studies. Estimation on upper ocean heat content (OHC) change relies on in-situ ocean subsurface observations. The majority of ocean subsurface observations are collected by an instrument named XBT. But there are systematic biases in XBT data, which impede an accurate estimation on OHC change. Although lots of researches investigated how to correct XBT bias, yet discrepency occurs among different studies. Scientific community has no general agreement on bias correction methods, because of the limited understanding on the impact factors of XBT bias. In this project, we are going to use a new generation model named Fluidity-Femdem to simulate the free-falling motion of XBT in the ocean and then find the impact factors of the bias. We will examine the possible impact factors including: probe type, ocean temperature, ocean stratification, entry angle and launching height of the probe. According to those results and the meta data collected by authors (including temperature profiles, launching height, cruise name), we will propose a new correction scheme on historical XBT depth bias.

英文关键词： climate change;numerical simulation;ocean observation;XBT