海洋所在厄加勒斯区域中尺度海气相互作用方面取得新进展

  近日,中国科学院海洋研究所王凡研究团队在厄加勒斯区域的中尺度海气相互作用方面取得最新进展,研究成果发表于国际学术期刊《Environmental Research Letters》上。 

  厄加勒斯环流系统的折返点区域既是全球涡动能最高的区域之一,又具有很强的海气相互作用,也是印度洋和大西洋水体交换的重要区域,但是对于该区域涡动能的调控机制并不明确,特别是中尺度海气相互作用在涡动能收支中的作用并不清楚。此外,目前的高分辨率海洋模式对于厄加勒斯折返点区域的涡动能模拟都存在系统性的偏差,具体表现为模拟的涡动能的量值过高且向大西洋西伸过多(图1)。  

  研究团队通过对比分析卫星观测数据、高分辨率海气耦合模式(CESM)和高分辨率海洋模式(OFES),发现相比于海洋模式,海气耦合模式对厄加勒斯折返点区域的涡动能模拟的量值和空间分布与观测最为接近(图1)。并基于CESM模式,利用“多尺度能量学分析方法”对厄加勒斯折返点区域的涡动能进行了收支分析,不但发现了厄加勒斯折返点区域的涡动能上游和下游的调控机制不同,并且强调了中尺度涡和风的相互作用对该区域涡动能耗散的重要作用(图2)。在海气耦合模式中,由于存在中尺度涡与风的相互作用对涡动能的耗散,其对厄加勒斯折返点区域的涡动能模拟的量值并不偏高且没有向大西洋西伸,而海洋模式中由于缺少了中尺度海气相互作用对涡动能的耗散作用,使其模拟的涡动能偏高且向大西洋西伸过多。该项研究强调了中尺度海气相互作用在厄加勒斯折返点区域的重要作用,对印度洋和大西洋的水体交换提供了保障。  

  论文第一作者为中国科学院海洋研究所的朱亚楠助理研究员,通讯作者为王凡研究员和朱亚楠助理研究员,合作者包括中国科学院海洋研究所的李元龙研究员和厦门大学的杨洋副教授。该研究得到了国家自然科学基金和崂山实验室科技创新项目的资助。  

  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 Letters18(10), 104032.  

  https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/acfb9a  

图1 基于(a, b)卫星观测数据,(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)的平均涡动能的空间分布图

图2 基于(a)CESM 模式和(b)OFES模式的中尺度涡与风的相互作用的空间分布图 

      


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