中尺度涡是海水运动的一种形式,在世界大洋中广泛存在。探测中尺度涡主要依靠遥感观测,随着卫星测高技术的快速发展,高时空分辨率高度计产品为研究中尺度涡注入了新的活力。近年来,海洋环境监测和保障领域越来越受重视,而中尺度涡极大地影响了其周围海水的理化性质。因此本文以南中国海为实验区域,完成从中尺度涡自动提取、跟踪、属性分析到轨迹预测的整套研究。首先,在对中尺度涡信息研究国内外现状进行分析的基础上,对研究中尺度涡所需的数据及其获取方法进行了总结分析,重点介绍了卫星高度计的原理及数据特点、再分析数据特点以及本课题所用数据信息。其次,利用1993年至2018年的卫星高度计数据对南海区域中尺度涡进行自动识别和跟踪。针对经典无阈值等值线法计算量大,只能给出中尺度涡直径的估计值,本文简化计算过程并给出清晰的涡旋轮廓。探测中尺度涡的同时计算其参数—平均半径和振幅。为了找出完整的中尺度涡轨迹,需要跟踪离散的中尺度涡,在最近邻算法的基础上引入相似性算法,并加入对涡旋幅度的限制,提高跟踪准确性和容错性。之后利用再分析数据,选取了1个反气旋涡和1个气旋涡研究了它们的垂直温盐结构。再次,基于26年的提取结果,对南海中尺度涡的数量、半径、振幅、生命周期、生长消亡地点等做了系统的分析。研究得出南海平均每年生成41个中尺度涡,气旋涡和反气旋涡平均寿命(振幅)分别为53天(5.72cm)和55天(5.20cm)。之后研究了中尺度涡的运动特征,得出平均移动速度为5.19cm/s,多数中尺度涡的移动距离不超过300km,整个海区近半中尺度涡具有非线性特征,这些为下文预测轨迹做了良好铺垫。最后,研究了中尺度涡的预测方法,设计了基于反向传播神经网络的中尺度涡预测模型和评价指标,利用1993-2018年的南海中尺度涡数据对预测模型进行了验证,试验结果表明,模型预测具有较高的准确性。