海洋所等在赤道太平洋溫躍層內動力過程研究中取得進展
2020-11-23 中國科學院海洋所等在赤道太平洋溫躍層內動力過程研究中取得進展
2016-05-13 海洋研究所
語音播報
5月12日，《自然·通訊》（Nature Communications）雜誌在線發表了中國科學院海洋研究所王凡研究組的最新研究成果「Deep-Reaching Thermocline Mixing in the Equatorial Pacific Cold Tongue」，報導了赤道太平洋溫躍層內小尺度動力過程研究的最新進展。
熱帶溫躍層內部的小尺度動力過程（一般稱之為湍流過程或混合過程）能夠影響溫躍層的結構和強度，而後者能夠決定厄爾尼諾（El Niño）的強弱及其發展過程，對於厄爾尼諾的發生和變異機理研究及模擬預測具有重要的意義。然而，受觀測手段限制，迄今為止還沒有系統性、長時間跨度的對溫躍層內混合過程的直接觀測，因而也沒能揭示其發生變異的普遍規律。對溫躍層內混合過程表徵的不準確性被認為是導致當前海洋環流模式、海洋-大氣耦合模式及地球系統模式出現模擬偏差的重要因素之一。
該研究利用研究海區所有的Argo浮標觀測數據和熱帶大氣海洋觀測陣列（TAO）的高解析度觀測數據，綜合運用多種診斷方法，確認了赤道太平洋冷舌區強混合過程在溫躍層內的普遍存在性，發現了強混合過程在溫躍層下半部分和赤道潛流下半部分的存在性，揭示了強混合過程的發生規律，即其在熱帶不穩定波（Tropical instability Wave，TIW）發生期間和在拉尼娜（La Niña）氣候狀態下發生的頻率更大，發生的層次更深。該成果可為厄爾尼諾和南方濤動（ENSO）機理研究和數值模式改進帶來重要啟示。
該研究由青年骨幹、研究員劉傳玉領銜完成，合作者包括德國漢堡大學Armin Köhl博士、教授Detlef Stammer及廈門大學教授劉志宇。該研究獲得了中科院戰略性科技先導專項、中科院知識創新工程領域前沿項目、國家重點基礎研究計劃、國家自然科學基金、國家自然科學基金委-山東省海洋科學聯合專項和福建省自然科學基金等支持。
文章連結
圖：（a）展示了診斷獲取的赤道東太平洋區域（3ºS-6ºN）強混合過程的發生位置（綠色）及相應的躍層範圍（棕色），其中兩條細實線表示平均的躍層範圍，粗黑實線和粗藍實線分別表示躍層中心和赤道潛流流核位置；（b）展示了診斷獲取的赤道東太平洋冷舌區（140ºW）月均的強混合過程的發生次數（顏色）。其中粗黑實線和粗藍實線分別表示溫躍層中心和赤道潛流流核位置，下部的綠色短線表示拉尼娜（La Niña）時期，上部的粉色短線表示熱帶不穩定波（TIW）時期。
5月12日，《自然·通訊》（Nature Communications）雜誌在線發表了中國科學院海洋研究所王凡研究組的最新研究成果「Deep-Reaching Thermocline Mixing in the Equatorial Pacific Cold Tongue」，報導了赤道太平洋溫躍層內小尺度動力過程研究的最新進展。
熱帶溫躍層內部的小尺度動力過程（一般稱之為湍流過程或混合過程）能夠影響溫躍層的結構和強度，而後者能夠決定厄爾尼諾（El Niño）的強弱及其發展過程，對於厄爾尼諾的發生和變異機理研究及模擬預測具有重要的意義。然而，受觀測手段限制，迄今為止還沒有系統性、長時間跨度的對溫躍層內混合過程的直接觀測，因而也沒能揭示其發生變異的普遍規律。對溫躍層內混合過程表徵的不準確性被認為是導致當前海洋環流模式、海洋-大氣耦合模式及地球系統模式出現模擬偏差的重要因素之一。
該研究利用研究海區所有的Argo浮標觀測數據和熱帶大氣海洋觀測陣列（TAO）的高解析度觀測數據，綜合運用多種診斷方法，確認了赤道太平洋冷舌區強混合過程在溫躍層內的普遍存在性，發現了強混合過程在溫躍層下半部分和赤道潛流下半部分的存在性，揭示了強混合過程的發生規律，即其在熱帶不穩定波（Tropical instability Wave，TIW）發生期間和在拉尼娜（La Niña）氣候狀態下發生的頻率更大，發生的層次更深。該成果可為厄爾尼諾和南方濤動（ENSO）機理研究和數值模式改進帶來重要啟示。
該研究由青年骨幹、研究員劉傳玉領銜完成，合作者包括德國漢堡大學Armin Köhl博士、教授Detlef Stammer及廈門大學教授劉志宇。該研究獲得了中科院戰略性科技先導專項、中科院知識創新工程領域前沿項目、國家重點基礎研究計劃、國家自然科學基金、國家自然科學基金委-山東省海洋科學聯合專項和福建省自然科學基金等支持。
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圖：（a）展示了診斷獲取的赤道東太平洋區域（3ºS-6ºN）強混合過程的發生位置（綠色）及相應的躍層範圍（棕色），其中兩條細實線表示平均的躍層範圍，粗黑實線和粗藍實線分別表示躍層中心和赤道潛流流核位置；（b）展示了診斷獲取的赤道東太平洋冷舌區（140ºW）月均的強混合過程的發生次數（顏色）。其中粗黑實線和粗藍實線分別表示溫躍層中心和赤道潛流流核位置，下部的綠色短線表示拉尼娜（La Niña）時期，上部的粉色短線表示熱帶不穩定波（TIW）時期。
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