Reconstruction of Three-Dimensional Pacific Temperature with Argo and Satellite Observations

Abstract

Combining Argo temperature and salinity profiles with satellite-derived sea surface temperature (SST), weekly three-dimensional temperature fields of the Pacific Ocean were reconstructed for the period January 2000 to December 2010. The data reconstruction methodology we used has three salient features: the first is a combined application of the Optimal Interpolation (OI) and the Multivariate Data Interpolating Empirical Orthogonal Function (MDINEOF) methods, the second is an emphasis on the multivariate nature of the vertical thermohaline structure, and the third is the inclusion of a continuous satellite-derived SST dataset to compensate for the discontinuities and the lack of surface observations in Argo data. Comparisons with other observations and data products indicate that our gridded temperature product is able to capture the main features of temperature distribution as well as its variability from intraseasonal to interannual time scales, thus providing a useful new dataset for ocean and climate studies.

RÉSUMÉ [Traduit par la rédaction] En combinant les profils de température et de salinité Argo avec les températures de la surface de la mer dérivées des données satellitaires, nous avons reconstruit les champs tridimensionnels hebdomadaires de température de l'océan Pacifique pour la période de janvier 2000 à décembre 2010. La méthodologie de reconstruction des données que nous avons utilisée présente trois points saillants : le premier est une application combinée des méthodes de l'interpolation optimale et de la fonction orthogonale empirique d'interpolation de données multivariées (MDINEOF), le deuxième est une mise en évidence de la nature multivariée de la structure thermohaline verticale et le troisième est l'inclusion d'un ensemble continu de données de température de la surface de la mer dérivées des données satellitaires pour compenser les discontinuités et le manque d'observations de surface dans les données Argo. Les comparaisons avec d'autres observations et produits de données montrent que notre produit de températures à des points de grille est capable de discerner les caractéristiques principales de la distribution des températures de même que sa variabilité de l’échelle intrasaisonnière à l’échelle interannuelle, ce qui fournit un nouvel ensemble de données utile pour les études océaniques et climatiques.

Keywords:

• Argo
• multivariate DINEOF
• satellite observation
• data reconstruction

Acknowledgements

The Argo data used in this paper were collected and made freely available by the International Argo Program and the national programs that contribute to it (http://www.argo.ucsd.edu, http://argo.jcommops.org/, http://www.argo.org.cn/). Argo is part of the Global Ocean Observing System. This study was completed at the State Key Laboratory of Satellite Ocean Environment Dynamics and was supported by the National Natural Science Foundation of China (41206002, 41125019, 41276088), the National Basic Research Program (2007CB816005) and the scientific research fund of the Second Institute of Oceanography (JG1102). Thanks to Prof. Xu Jianping for his help with our product access (www.argo.org.cn). The suggestions of two anonymous reviewers have greatly improved our original manuscript and are appreciated.