南海冷皮效應及其對潛熱通量計算影響研究獲進展—新聞—科學網

2021-02-08 科學網

中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋環境國家重點實驗室研究員王鑫團隊聯合俄羅斯科學院希爾紹夫海洋研究所和中山大學的科學家在南海冷皮效應及其對潛熱通量計算的影響研究方面取得新進展。相關研究近日在線發表於《地球物理學研究雜誌：海洋》。

受海洋向大氣的湍流熱通量釋放及紅外輻射冷卻等過程影響，冷皮效應強度（皮溫與塊體海溫之差）一般在0~1℃的範圍之內，在中低風速下且配合強的太陽輻射時可達1~3℃的量級。考慮到測量的成本及便利程度，現場觀測活動中普遍採集的是易於獲取的塊體海溫。然而，在計算湍流熱通量時，需採用皮溫方能準確估算海洋和大氣之間的溫度梯度和溼度梯度。為此，需要通過相應的冷皮模型將觀測的塊體海溫轉換為皮溫。

研究人員基於投放於南海西沙海域的綜合水文氣象浮標觀測數據分析發現，冷皮效應強度分布最密的區間集中在0.2~0.6℃之間，平均強度達到了0.4℃。數值模擬結果表明，當前的冷皮模型顯著低估了南海的冷皮效應強度，致使計算的潛熱通量尚存在8.5%左右的誤差。

進一步研究發現，通過調整冷皮模型中的桑德斯常數可有效調節冷皮模擬效果。當桑德斯常數增加到當前值的2倍時，冷皮模擬誤差可被基本消除，計算的潛熱通量也更加準確。

該研究表明，當前的冷皮模型參數化方案在南海並不適用。基於中國科學院南海海洋研究所在南海的自主觀測數據改進後的新方案，可顯著提高南海冷皮效應的模擬水平，提高潛熱通量計算精度，為加強對南海區域海氣相互作用的理解提供有力的數據支撐。

相關論文信息：https://doi.org/10.1029/2020JC016498

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