海洋所在深海近慣性能量產(chǎn)生機制研究上取得新進展
近日,中國科學(xué)院海洋研究所王凡團隊在深海近慣性能量產(chǎn)生機制研究上取得新進展,相關(guān)成果在國際學(xué)術(shù)期刊Geophysical Research Letters發(fā)表。
近慣性內(nèi)波是深?;旌系闹匾芰縼碓矗欢笱笾猩顚咏鼞T性內(nèi)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(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)熱帶氣旋激發(fā)的近慣性內(nèi)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(nèi)潮通過參數(shù)次諧波不穩(wěn)定機制也可以在大洋中深層產(chǎn)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(xiàn)較強的中深層近慣性能量)
團隊研究發(fā)現(xiàn)在潛標觀測時間段內(nèi),有四次熱帶氣旋事件經(jīng)過了潛標觀測點海域,并引發(fā)了不同的近慣性內(nèi)波垂向傳播特征。通過對比發(fā)現(xiàn)在更強的中深層暖渦調(diào)控下,風(fēng)生近慣性內(nèi)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(xiàn)中深層暖渦的存在有助于提高參數(shù)次諧波不穩(wěn)定機制的能量轉(zhuǎn)化效率,從而在臨界緯度以北也可出現(xiàn)從全日潮內(nèi)波向近慣性內(nèi)波的能量傳遞。定量回歸分析表明,向下傳播的風(fēng)生近慣性內(nèi)波對中深層近慣性能量的貢獻更大(>50%),而參數(shù)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(jié)果強調(diào)了準確模擬中深層渦旋活動以及熱帶氣旋風(fēng)應(yīng)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(xué)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(xué)基金項目、嶗山實驗室科技創(chuàng)新項目等資助。
相關(guān)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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