Abstract From satellite altimetry, it is known the benefit of assimilating sea level anomalies (SLA) has been shown in the context of operational ocean forecast systems. However, how much data assimilation (DA) of altimetry data improves the representation of mesoscale eddies has still not been investigated in previous studies. Especially in the South China Sea (SCS), no estimation for that has been done in a long time. In this study, a nested SCS model system uses the Ensemble Optimal Interpolation method to assimilate along-track SLA data from 1993 to 2011. We assess the representation of eddy characteristics in two hindcast simulations - one with DA and the other without - and compare them to satellite-derived eddy characteristics. In the whole SCS, the assimilation improves the number of simulated cyclonic (anticyclonic) eddies by 10.3% (13.6%). The corresponding improvement in the eddy-rich northern SCS is 17.9% (19.6%). Assimilation improves the seasonality of eddy occurrence, with cyclones and anticyclones showing an obviously asymmetric seasonality. However, diagnosed assimilation effects and associated residual errors show large spatial and temporal dependencies. The radii of anticyclonic eddies smaller than 70 km are not changed with DA. The results show that deficiencies of cyclonic eddies in winter and anticyclonic eddies in summer around 13 ∘ N in the southeastern SCS are not well corrected by DA, where one of the shortcomings is resulted from the used wind forcing. Although this study does not conduct one-to-one forecasting experiments for each eddy track, improved eddy reproduction is the first step towards detailed validation metrics for eddy forecasting systems.

中文翻译：

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同化高度计数据对南海涡旋特征的影响

摘要 从卫星测高中，众所周知，同化海平面异常 (SLA) 的好处已在业务海洋预报系统的背景下显示出来。然而，在以前的研究中尚未研究测高数据的数据同化（DA）在多大程度上改善了中尺度涡流的表示。特别是在南海（SCS），很长时间没有对此进行估计。在这项研究中，嵌套 SCS 模型系统使用集合最优插值方法来同化 1993 年至 2011 年的沿轨道 SLA 数据。我们评估了两个后报模拟中涡流特征的表示 - 一个有 DA，另一个没有 - 并比较它们到卫星衍生的涡流特征。在整个 SCS 中，同化使模拟气旋（反气旋）涡流的数量增加了 10.3%（13. 6%）。涡流丰富的南海北部相应改善为 17.9%（19.6%）。同化改善了涡流发生的季节性，气旋和反气旋呈现明显的不对称季节性。然而，诊断出的同化效应和相关的残差显示出很大的空间和时间依赖性。小于 70 km 的反气旋涡旋半径不随 DA 变化。结果表明，南海东南部13∘N附近冬季气旋涡旋和夏季反气旋涡旋的缺陷没有被DA很好地纠正，其中一个缺陷是使用了风力强迫。虽然这项研究没有对每个涡流轨迹进行一对一的预测实验，但改进涡流再现是实现涡流预测系统详细验证指标的第一步。涡流丰富的南海北部相应改善为 17.9%（19.6%）。同化改善了涡流发生的季节性，气旋和反气旋呈现明显的不对称季节性。然而，诊断出的同化效应和相关的残差显示出很大的空间和时间依赖性。小于 70 km 的反气旋涡旋半径不随 DA 变化。结果表明，南海东南部13∘N附近冬季气旋涡旋和夏季反气旋涡旋的缺陷没有被DA很好地纠正，其中一个缺陷是使用了风力强迫。虽然这项研究没有对每个涡流轨迹进行一对一的预测实验，但改进涡流再现是实现涡流预测系统详细验证指标的第一步。涡流丰富的南海北部相应改善为 17.9%（19.6%）。同化改善了涡流发生的季节性，气旋和反气旋呈现明显的不对称季节性。然而，诊断出的同化效应和相关的残差显示出很大的空间和时间依赖性。小于 70 km 的反气旋涡旋半径不随 DA 变化。结果表明，南海东南部13∘N附近冬季气旋涡旋和夏季反气旋涡旋的缺陷没有被DA很好地纠正，其中一个缺陷是使用了风力强迫。虽然这项研究没有对每个涡流轨迹进行一对一的预测实验，但改进涡流再现是实现涡流预测系统详细验证指标的第一步。