海洋所在深海近慣性能量產生機制研究上取得新進展
近日,中國科學院海洋研究所王凡團隊在深海近慣性能量產生機制研究上取得新進展,相關成果在國際學術期刊Geophysical Research Letters發(fā)表。
近慣性內波是深?;旌系闹匾芰縼碓?,然而大洋中深層近慣性內波的能量來源機制在很大程度上仍然是未知的。團隊利用位于130°E/15°N全水深錨系潛標連續(xù)三年數據,發(fā)現熱帶氣旋激發(fā)的近慣性內波可以向深層傳遞至3000米水深,其對大洋中深層近慣性能量貢獻占比50%以上,與此同時內潮通過參數次諧波不穩(wěn)定機制也可以在大洋中深層產生近慣性能量,但其貢獻占比小于30%。

潛標觀測近慣性能量的時間深度分布圖(2017年10月至2018年1月期間出現較強的中深層近慣性能量)
團隊研究發(fā)現在潛標觀測時間段內,有四次熱帶氣旋事件經過了潛標觀測點海域,并引發(fā)了不同的近慣性內波垂向傳播特征。通過對比發(fā)現在更強的中深層暖渦調控下,風生近慣性內波擁有更快的向下傳播速度并且下傳過程中的能量損耗率更低。研究還發(fā)現中深層暖渦的存在有助于提高參數次諧波不穩(wěn)定機制的能量轉化效率,從而在臨界緯度以北也可出現從全日潮內波向近慣性內波的能量傳遞。定量回歸分析表明,向下傳播的風生近慣性內波對中深層近慣性能量的貢獻更大(>50%),而參數次諧波不穩(wěn)定機制對于中深層近慣性能量的貢獻較?。?lt;30%)。該研究結果強調了準確模擬中深層渦旋活動以及熱帶氣旋風應力強度有助于提高對中深層近慣性能量的模擬精度。

不同中深層暖渦條件下近慣性能量下傳速度示意圖(左:強中深層暖渦條件下近慣性能量下傳速度較快;右:弱中深層暖渦條件下近慣性能量下傳速度較慢)
該研究由第一作者中國科學院海洋研究所張志祥博士、通訊作者汪嘉寧研究員,以及合作作者王凡研究員、自然資源部北海局高靜博士共同完成。研究得到了國家重點研發(fā)計劃項目、國家自然科學基金項目、嶗山實驗室科技創(chuàng)新項目等資助。
相關成果及鏈接如下:
Zhang,Z.,Gao,J.,Wang,J.,& Wang,F. (2024). Contributions of tropical cyclones and internal tides to deep near-inertial kinetic energy under eddy modulation. Geophysical Research Letters, 51, e2024GL111330. https://doi.org/10.1029/2024GL111330
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