海洋所在深海近慣性能量產(chǎn)生機(jī)制研究上取得新進(jìn)展
近日,中國(guó)科學(xué)院海洋研究所王凡團(tuán)隊(duì)在深海近慣性能量產(chǎn)生機(jī)制研究上取得新進(jìn)展,相關(guān)成果在國(guó)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?lái)源,然而大洋中深層近慣性內(nèi)波的能量來(lái)源機(jī)制在很大程度上仍然是未知的。團(tuán)隊(duì)利用位于130°E/15°N全水深錨系潛標(biāo)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(duì)大洋中深層近慣性能量貢獻(xiàn)占比50%以上,與此同時(shí)內(nèi)潮通過(guò)參數(shù)次諧波不穩(wěn)定機(jī)制也可以在大洋中深層產(chǎn)生近慣性能量,但其貢獻(xiàn)占比小于30%。

潛標(biāo)觀測(cè)近慣性能量的時(shí)間深度分布圖(2017年10月至2018年1月期間出現(xiàn)較強(qiáng)的中深層近慣性能量)
團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)在潛標(biāo)觀測(cè)時(shí)間段內(nèi),有四次熱帶氣旋事件經(jīng)過(guò)了潛標(biāo)觀測(cè)點(diǎn)海域,并引發(fā)了不同的近慣性內(nèi)波垂向傳播特征。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)在更強(qiáng)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(guò)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(jī)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(duì)中深層近慣性能量的貢獻(xiàn)更大(>50%),而參數(shù)次諧波不穩(wěn)定機(jī)制對(duì)于中深層近慣性能量的貢獻(xiàn)較小(<30%)。該研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了準(zhǔn)確模擬中深層渦旋活動(dòng)以及熱帶氣旋風(fēng)應(yīng)力強(qiáng)度有助于提高對(duì)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(qiáng)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(guó)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(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、嶗山實(shí)驗(yàn)室科技創(chuàng)新項(xiàng)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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