﻿ 南海温跃层时空分布及其对水下通信的影响
 舰船科学技术  2020, Vol. 42 Issue (6): 163-167    DOI: 10.3404/j.issn.1672-7649.2020.06.033 PDF

Temporal and spatial distribution of thermocline in South China Sea and its influence on underwater communication
BAI Zhi-peng, HAN Jun, YAO Xiao-hai
No. 61741 Unit of PLA, Beijing 100094, China
Abstract: In this paper, use the method of vertical gradient and quasi ladder function, the depth, thickness and intensity of the upper boundary of the thermocline in the South China Sea are calculated by using the monthly mean sea surface temperature data of the Northwest Pacific Ocean reanalysis developed by the National Oceanic Information Center. Based on the results of January, April, July and October, which respectively represent the four seasons of winter, spring, summer and autumn, the seasonal variation of the spatial distribution of the depth, thickness and intensity of the upper boundary of the thermocline in the South China Sea is analyzed, and the influence of the existence and variation of the thermocline on the underwater communication and the concealment depth of the underwater vehicle is preliminarily discussed.
Key words: reanalysis     thermocline     monthly average     seasonal variation     underwater communication
0 引　言

1 数　据

2 方　法

 $\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}} {{{t}} = {{A}}},&{{{h}} < a};\\ {{{t}} = {{r}}\left( {{{h}} - {{a}}} \right) + {{A}}},&{{{a}} < h < b};\\ {{{t}} = {{B}}},&{{{h}} > b}\text{。} \end{array}} \right.$ (1)

3 计算方法

1）拟阶梯函数法实现

 $\Delta {S}=\frac{1}{{N}-2}\sum _{{i}=1}^{{N}}{\left({{t}}_{{i}}-{{t}}_{{i}}^{'}\right)}^{2}\text{。}$ (2)

2）垂直梯度法实现

3）温跃层的统计

① 如果计算结果中一个海温剖面只有一段满足温跃层判据，则此段直接判断为温跃层，相应参数按相应公式计算。

② 如果计算结果中一个海温剖面中至少有2段满足温跃层判据，则再判断上界深度和各段之间的间隔。当上界深度小于50 m，间隔小于5 m时，或者当上界深度大于等于50 m，间隔小于25 m时，则此两段可合并为一段单跃层，否则判断为多跃层。若一个海温剖面被判定为多跃层，则取跃层强度最大的一段作为主跃层，如果跃层强度相等，则取跃层厚度最大的一段。

4 结果分析

 图 1 南海温跃层深度 Fig. 1 Thermocline depth of South China Sea

 图 3 南海温跃层强度 Fig. 3 Thermocline intensity of South China Sea

1）温跃层深度

2）温跃层厚度

 图 2 南海温跃层厚度 Fig. 2 Thermocline thickness of South China Sea

3）温跃层强度

5 结　语

1）南海温跃层的深度，冬季由于强的上层混合作用，西北部陆架区深度最深，达到100 m以上，由此向东南深度逐渐变浅至20 m以下；春季范围开始增大，深度逐渐变浅，极大值在中部深海海盆；夏季北部陆架区跃层范围进一步扩大，深海温跃层深度继续加深，极大值在40 m以上；秋季范围开始减小，强度中心向海区东北部移动，开始向冬季形态转换。

2）南海温跃层厚度，冬季较小，2个极大值区位于北部陆架区以外和吕宋岛西南海域，厚度在120 m以上；春季大部海区厚度开始增加，海盆中部厚度在150 m以上；夏季温跃层厚度极大值向吕宋海峡方向移动，极大值超过了200 m；秋季分布与夏季变化不大，整体厚度变小，极大值区减小至120～140 m。

3）南海温跃层强度，海区中部有一个0.1 ℃/m以上的极大值区，冬季等值线呈东北西南走向，春季，随着温跃层范围的不断增大，近海区域跃层也开始增强，强度超过了0.15 ℃/m，中部海盆的强度减弱到0.1 ℃/m以下；夏季近海跃层强度进一步增强到0.2 ℃/m以上；秋季，温跃层强度整体减弱，极大值区存在与南海西部和南部海域，强度在0.1 ℃/m以上。

4）冬季由于温跃层深度增加，有利于水声通信和探测的深度增加，但对于水下航行器的隐蔽不利，若要更好地隐蔽应潜入更深的海域，春季到夏季由于季节性跃层开始形成，声呐探测有利的深度变浅，反而有利于航行器隐蔽。夏季海区温跃层变浅，厚度增加，所以水下声道的范围增大，有利于水下通信的水深变大，但航行器若活动在声道附近，则很容易被声呐探测到。夏季温跃层的增强使得在跃层以上的通信变得有利，但在跃层上下互相通信受到很大影响。

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