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物理海洋教育部重点实验室在中尺度海气相互作用领域取得重要进展
访问数量:2931发布时间:2016-08-02

        2016年7月28日,国际著名学术期刊Nature发表了题为Western boundary currents regulated by interaction between ocean eddies and the atmosphere(《海洋涡旋与大气的相互作用对西边界流的影响》)的最新研究成果。该成果由物理海洋教育部重点实验室与美国德克萨斯A&M大学联合培养项目的博士后马晓慧(第一作者)、荆钊(第二作者),以及青岛海洋科学与技术国家实验室海洋动力过程与气候功能实验室、物理海洋教育部重点实验室“千人计划”教授张平(通讯作者)、博士研究生刘雪、林霄沛教授、吴德星教授、中国科学院院士吴立新等组成的研究团队共同完成。

  经典海洋环流理论认为西边界流是由大尺度风场驱动的。利用高分辨率区域和全球气候耦合模式,以北太平洋黑潮区为例,文章首次指出海洋中尺度涡和大气的相互作用对维持西边界流有重要作用,并阐述了中尺度涡影响西边界流的动力机制。该研究表明在黑潮及其延伸体区,削弱中尺度涡和大气的相互作用,会导致黑潮流速减弱20%-40%。通过对海洋中尺度涡的势能分析,发现超过70%的涡旋势能通过海气界面的中尺度热力耦合耗散掉。当中尺度涡和大气的耦合被减弱,势能的耗散显著减弱。为维持中尺度涡的势能收支平衡,势能的产生要相应的减少,这就使得中尺度涡从平均流吸收能量减弱,从而导致平均流-黑潮变弱(图1)。

  该项成果为西边界流的动力机制研究提供了新的思路,为气候模式中西边界流的准确模拟提供了理论依据,对于进一步模拟和预报中纬度风暴轴及其对气候变化的响应具有重要意义,是物理海洋教育部重点实验室在太平洋西边界流研究领域的又一重要进展。文章第一作者马晓慧是中国海洋大学与美国德克萨斯A&M大学联合培养的优秀博士、博士后,该文发表也是中国海洋大学首次以第一作者单位在Nature杂志本刊发布重要学术成果,充分展现了学校和实验室对青年人才培养的卓越成绩,凸显了实验室在中尺度海气耦合领域的国际前沿地位。

通讯员:侯霞

图1. 北太平洋黑潮及其延伸体区域海洋中尺度涡和大气相互作用示意图

Figure: Schematic of OME-A feedback regulating the KEJ

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