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专利号: 2025104336787
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-01-08
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种海洋涡旋海表温度盐度异常提取方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,数据采集与预处理;

步骤2,识别涡旋特征;

步骤3,构建涡旋海表温度背景场、盐度背景场;

步骤4,提取涡旋海表温度异常场、盐度异常场;

步骤1包括:

步骤1.1,采集气候态数据,包括海表温度、盐度、海面高度;

步骤1.2,采集海表观测数据,包括海表温度、盐度、海面高度数据;

步骤1.3,将气候态数据与海表观测数据标准化,插值到统一空间分辨率网格点上;

步骤2包括:

步骤2.1,识别涡旋中心:

对于海洋卫星遥感数据AVISO空间分辨率为1/4°×1/4°的海面高度数据Y1,减去气候态海面高度数据Y2,得到海面高度异常数据Y3=Y1‑Y2,以5×5网格点窗口扫描海面高度异常数据寻找极值点,极大值点为反气旋涡旋中心,极小值点为气旋式涡旋中心;

步骤2.2,识别涡旋边界:以涡旋中心的海面高度异常为起始值,向外逐渐增加或减小海面高度异常的值,直到最外围等值线仅包含唯一涡旋中心,此时等值线为涡旋边界;

步骤2.3,将与涡旋边界所围面积相等的圆形所对应的半径定义为涡旋半径;

步骤2.4,选取涡旋1倍半径至1.5倍半径之间的环形区域,作为涡旋的环境区域;

步骤3包括:

步骤3.1,构建涡旋海表温度背景场,具体包括如下步骤:步骤3.1.1,对观测海表温度数据,提取涡旋的环境区域的海表温度数据SSTenv;

步骤3.1.2,建立涡旋海表环境区域气候态温度场:读取涡旋所在月份M,分别提取气候态月平均M‑1月、M月、M+1月涡旋海表环境区域温度数据SSTMenv(M‑1)、SSTMenv(M)、SSTMenv(M+1),其中M‑1月为涡旋所在月份的前一月份,M+1为涡旋所在月份后一月份;

步骤3.1.3,对涡旋的环境区域的海表温度数据SSTenv与气候态月平均M‑1月、M月、M+1月涡旋海表环境区域温度数据SSTMenv(M‑1)、SSTMenv(M)、SSTMenv(M+1)做线性回归分析:SSTenv=b0+b1·SSTMenv(M‑1)+b2·SSTMenv(M)+b3·SSTMenv(M+1)+εT (1),其中εT为误差项,得到回归系数b0、b1、b2、b3;

步骤3.1.4,分别提取涡旋区域气候态月平均M‑1月、M月、M+1月海表温度数据SSTMeddy(M‑1)、SSTMeddy(M)、SSTMeddy(M+1),利用回归系数b0、b1、b2、b3得到涡旋海表温度背景场SSTbackground:SSTbackground=b0+b1·SSTMeddy(M‑1)+b2·SSTMeddy(M)+b3·SSTMeddy(M+1) (2),步骤3.2,构建涡旋海表盐度背景场,包括如下步骤:步骤3.2.1,对观测海表盐度数据,提取涡旋的环境区域的海表盐度数据SSSenv;

步骤3.2.2,建立涡旋海表环境区域气候态盐度场:读取涡旋所在月份M,分别提取气候态月平均M‑1月、M月、M+1月涡旋海表环境区域盐度数据SSSMenv(M‑1)、SSSMenv(M)、SSSMenv(M+1);

步骤3.2.3,对涡旋海表环境区域的海表盐度观测数据SSSenv与气候态月平均M‑1月、M月、M+1月涡旋海表环境区域盐度数据SSSMenv(M‑1)、SSSMenv(M)、SSSMenv(M+1)做线性回归分析:SSSenv=c0+c1·SSSMenv(M‑1)+c2·SSSMenv(M)+c3·SSSMenv(M+1)+εS (3),其中εS为误差项,得到回归系数c0、c1、c2、c3;

步骤3.2.4,建立涡旋海表盐度背景场:分别提取涡旋区域气候态月平均M‑1月、M月、M+

1月海表盐度数据SSSMeddy(M‑1)、SSSMeddy(M)、SSSMeddy(M+1),利用回归系数c0、c1、c2、c3得到涡旋海表盐度背景场SSSbackground。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤3.2.4中,采用如下公式得到得到涡旋海表盐度背景场SSSbackground:SSSbackground=c0+c1·SSSMeddy(M‑1)+c2·SSSMeddy(M)+c3·SSSMeddy(M+1) (4)。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤4包括:步骤4.1,提取涡旋海表温度异常:计算涡旋内部观测海表温度场与背景温度场的差值,得到涡旋海表温度异常场SSTA;

步骤4.2,提取涡旋海表盐度异常:计算涡旋内部观测海表盐度场与背景盐度场的差值,得到涡旋海表盐度异常场。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤4.1中,采用如下公式得到涡旋海表温度异常场SSTA:SSTA=SSTeddy‑SSTbackground (5),其中,SSTeddy为涡旋区域观测海表温度场,SSTbackground为构建的涡旋区域海表温度背景场。

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,步骤4.2中,采用如下公式得到涡旋海表盐度异常场SSSA:SSSA=SSSeddy‑SSSbackground, (6),其中,SSSeddy为涡旋区域观测海表盐度场,SSSbackground为构建的涡旋区域海表盐度背景场。

6.一种电子设备,其特征在于,包括处理器和存储器,所述存储器存储有程序代码,当所述程序代码被所述处理器执行时,使得所述处理器执行如权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。

7.一种存储介质,其特征在于,存储有计算机程序或指令,当所述计算机程序或指令在计算机上运行时,执行如权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。