海洋所研究揭示北極海冰動力調(diào)制內(nèi)孤立波演化耗散機(jī)制
近日,中科院海洋所尹寶樹研究團(tuán)隊在北極海冰與內(nèi)波動力作用機(jī)制方面取得新進(jìn)展,研究結(jié)果以封面論文形式發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊Journal of Geophysical Research: Oceans。
自挪威探險家弗里喬夫·南森120余年前在北極首次發(fā)現(xiàn)內(nèi)波活動并命名為“死水現(xiàn)象”后,北極內(nèi)波研究因觀測匱乏而進(jìn)展緩慢。全球變暖引起北極海冰覆蓋快速衰退,遙感手段也不斷探測到北極頻繁內(nèi)孤立波活動。低緯度內(nèi)波主要受到地形動力驅(qū)動作用,而北極的冰下環(huán)境是一種獨(dú)特的動力調(diào)制引子,但關(guān)于北極內(nèi)波和海冰動力交互和熱量傳輸過程尚缺乏明確的科學(xué)認(rèn)識。

冰下非線性內(nèi)波動力調(diào)制和能量傳播破碎過程
基于高分辨率數(shù)值模式,尹寶樹團(tuán)隊模擬刻畫了冰脊(冰下典型結(jié)構(gòu))環(huán)境下內(nèi)孤立波的演化耗散過程,確證了冰脊是內(nèi)孤立波演化耗散的一種重要調(diào)制機(jī)制,發(fā)現(xiàn)冰脊影響下內(nèi)孤立波首先發(fā)生失穩(wěn)變形,然后裂變并衍生出若干一模態(tài)和二模態(tài)次級波列,冰脊-內(nèi)波作用過程驅(qū)動著能量的傳遞和耗散。
該工作進(jìn)一步量化評估了冰-波相互作用過程中的混合屬性和熱量輸運(yùn),發(fā)現(xiàn)冰下調(diào)整過程可引起O(10-3)W/kg量級的強(qiáng)烈混和,驅(qū)動O(10)W/m量級的垂向熱量輸送,進(jìn)而反饋影響海冰的消融或生成速率。該工作關(guān)于北極海冰-內(nèi)波相互作用動力過程的研究成果為北極上層海洋熱量傳輸提供了一個潛在但之前被忽視的動力來源,也為傳統(tǒng)潮汐-地形作用內(nèi)波理論體系拓展了新的研究空間。
該工作由中國科學(xué)院海洋研究所張沛文博士后、徐振華研究員、尹寶樹研究員、尤佳博士和中國極地研究中心李群副研究員、廈門大學(xué)馬來西亞分校Robin Robertson教授、馬里蘭大學(xué)鄭全安教授共同完成,研究得到了科技部重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院先導(dǎo)專項等資助。
文章信息:
Zhang, P., Xu, Z.*, Li, Q.*, You, J., Yin, B., Robertson, R., & Zheng, Q. (2022). Numerical simulations of internal solitary wave evolution beneath an ice keel. Journal of Geophysical Research: Oceans, 127, e2020JC017068. https://doi.org/10.1029/2020JC017068
附件下載:
魯公網(wǎng)安備37020202001323號 | 古鎮(zhèn)口園區(qū)地址:青島市西海岸新區(qū)海軍路88號 南海路園區(qū)地址:青島市市南區(qū)南海路7號 科考船碼頭基地:青島市西海岸新區(qū)長江東路8號 |
郵編:266000 郵件:iocas@qdio.ac.cn 電話:0532-82898611 傳真:0532-82898612 |
