近日,中国科学院海洋研究所王凡团队在全球斜压不稳定类型的季节变异规律及其机制研究上取得新进展,相关成果发表在Journal of Geophysical Research: Oceans上。
此前,团队已发现全球四种类型斜压不稳定分布特征,分别是表层和底层加强的Eady型,表层加强且向底层减弱的Charney_s型,底层加强且向表层减弱的Charney_b型和次表层加强且向表层和底层减弱的Phillips型。其中,Charney_s型和Phillips型不稳定在全球占比约80%,可以分别发展形成海洋中常见的表层涡旋和次表层涡旋,对全球海洋物质和能量输运起着重要作用。
四种斜压不稳定的空间分布的季节变异规律
由于次表层观测数据匮乏,对于次表层涡旋的变异规律知之甚少,因此研究斜压不稳定(尤其是Phillips型不稳定)的时间变异规律有重要指示意义。团队基于季节气候态温盐和流速数据,计算了四个季节的全球斜压不稳定,发现不稳定类型有显著的季节变异。在黑潮延伸体和湾流区域,冬季由表层加强的Charney_s型不稳定主导,夏季则由次表层加强的Phillips型不稳定主导,春秋两季,两种不稳定平分秋色。上述季节变异主要是由层结的季节变异引起的。在热带-副热带区域,Charney_s型和Phillips型不稳定存在清晰的分界线,该分界线在冬季和春季向赤道移动,在夏季和秋季向极地移动;分界线的季节性移动主要是由于平均流的季节性摆动,层结的作用比较小。不同于上述两个区域,在高纬区域,如南极绕极流区,不稳定类型几乎没有显示出季节变化。进一步研究了上述三个主要区域的斜压能量转换率(平均有效位能转化成涡旋有效位能),发现了与不稳定类型季节变异特征一致的季节变化规律。
该研究由第一作者中国科学院海洋研究所冯岭博士、通讯作者刘传玉研究员和王凡研究员,以及德国汉堡大学的Armin Köhl博士共同完成。研究得到了国家自然科学基金项目、中国科学院战略性先导科技专项等项目资助。
最新相关成果链接:https://doi.org/10.1029/2022JC018572
前期相关成果链接:https://doi.org/10.1029/2020JC016966
本文来源:中国科学院海洋研究所