海洋所在厄加勒斯區(qū)域中尺度海氣相互作用方面取得新進(jìn)展
近日,中國科學(xué)院海洋研究所王凡研究團(tuán)隊在厄加勒斯區(qū)域的中尺度海氣相互作用方面取得最新進(jìn)展,研究成果發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《Environmental Research Letters》上。
厄加勒斯環(huán)流系統(tǒng)的折返點區(qū)域既是全球渦動能最高的區(qū)域之一,又具有很強(qiáng)的海氣相互作用,也是印度洋和大西洋水體交換的重要區(qū)域,但是對于該區(qū)域渦動能的調(diào)控機(jī)制并不明確,特別是中尺度海氣相互作用在渦動能收支中的作用并不清楚。此外,目前的高分辨率海洋模式對于厄加勒斯折返點區(qū)域的渦動能模擬都存在系統(tǒng)性的偏差,具體表現(xiàn)為模擬的渦動能的量值過高且向大西洋西伸過多(圖1)。
研究團(tuán)隊通過對比分析衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)、高分辨率海氣耦合模式(CESM)和高分辨率海洋模式(OFES),發(fā)現(xiàn)相比于海洋模式,海氣耦合模式對厄加勒斯折返點區(qū)域的渦動能模擬的量值和空間分布與觀測最為接近(圖1)。并基于CESM模式,利用“多尺度能量學(xué)分析方法”對厄加勒斯折返點區(qū)域的渦動能進(jìn)行了收支分析,不但發(fā)現(xiàn)了厄加勒斯折返點區(qū)域的渦動能上游和下游的調(diào)控機(jī)制不同,并且強(qiáng)調(diào)了中尺度渦和風(fēng)的相互作用對該區(qū)域渦動能耗散的重要作用(圖2)。在海氣耦合模式中,由于存在中尺度渦與風(fēng)的相互作用對渦動能的耗散,其對厄加勒斯折返點區(qū)域的渦動能模擬的量值并不偏高且沒有向大西洋西伸,而海洋模式中由于缺少了中尺度海氣相互作用對渦動能的耗散作用,使其模擬的渦動能偏高且向大西洋西伸過多。該項研究強(qiáng)調(diào)了中尺度海氣相互作用在厄加勒斯折返點區(qū)域的重要作用,對印度洋和大西洋的水體交換提供了保障。
論文第一作者為中國科學(xué)院海洋研究所的朱亞楠助理研究員,通訊作者為王凡研究員和朱亞楠助理研究員,合作者包括中國科學(xué)院海洋研究所的李元龍研究員和廈門大學(xué)的楊洋副教授。該研究得到了國家自然科學(xué)基金和嶗山實驗室科技創(chuàng)新項目的資助。
文章信息:
Zhu, Y., Li, Y., Yang, Y., & Wang, F. (2023). The role of eddy-wind interaction in the eddy kinetic energy budget of the Agulhas retroflection region. Environmental Research Letters, 18(10), 104032.
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/acfb9a

圖1 基于(a, b)衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù),(c, d)CESM模式,和(e, f)OFES模式的(a, c, e)平均海表流速,和(b, d, f)的平均渦動能的空間分布圖

圖2 基于(a)CESM 模式和(b)OFES模式的中尺度渦與風(fēng)的相互作用的空間分布圖
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