南海海洋所揭示南海亚中尺度不稳定的高频变化机制及其垂向热输运贡献
文章导读
南海海洋所最新研究颠覆传统认知：大气非绝热强迫竟是亚中尺度变化的“隐形推手”！夜间海表冷却竟能驱动60%的混合层再层化，而锋面过程引发的垂向热通量高达100 W/m²——比经典理论大100倍，影响深度直抵150米次表层。这意味着什么？海洋热量交换的真相远超想象，将彻底改写气候模型参数化逻辑。本文基于高分辨率观测首次定量揭秘高频变化机制，为你解锁海洋生态气候效应的关键钥匙：原来大气冷却才是幕后主角，而非风场！15秒掌握前沿突破，重塑对海洋能量循环的认知。
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近日，中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室经志友团队在南海亚中尺度动力不稳定的高频变化特征、物理机制及其垂向热输运定量贡献等观测研究方面取得进展。相关研究成果发表在《地球物理研究通讯》（Geophysical Research Letters）上。
海洋亚中尺度过程通过非地转动力不稳定，驱动地转能量正向串级与耗散，并增强热量、营养盐等要素的垂向交换，在海洋物质能量循环和海-气相互过程中发挥重要作用。该研究基于南海高分辨率现场观测数据并结合理论分析，揭示了亚中尺度动力不稳定的高频变化机制及其对垂向热输运的定量贡献。结果表明，南海混合层对称不稳定的昼夜高频变化，主要是由大气非绝热强迫所驱动而非风场强迫。夜间海表冷却驱动的边界层浮力损失，通过增强亚中尺度动力不稳定和垂向次级环流，引起约60%的混合层亚中尺度再层化。
进一步，该研究基于国家自然科学基金委员会共享航次计划重大科学问题航次的观测研究表明，海洋涡旋海域普遍存在的锋面亚中尺度过程引起的垂向净热通量达100 W/m2，比经典地转理论和传统认识的中尺度贡献大1~2个量级，且影响深度深达150米海洋次表层，亦对上层海洋具有显著的加热效应。
上述研究基于高时空分辨率现场观测定量揭示了海洋亚中尺度动力不稳定的快速变化机制及其对垂向热输运的贡献，明确了大气非绝热强迫的关键调控作用，对进一步探讨海洋亚中尺度动力过程及其生态气候效应、海洋与气候模式的亚中尺度参数化改进，以及海洋亚中尺度动力学前沿方向发展等具有科学意义。
研究工作得到国家自然科学基金等的支持。
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