《中尺度涡旋对东海黑潮锋表面湍流的影响》

  • 来源专题:物理海洋学知识资源中心
  • 编译者: cancan
  • 发布时间:2019-03-26
  • 摘要:Field observations were conducted along three west‐east transects in the East China Sea Kuroshio Front in July 2017. The microstructure observations results show that the surface turbulence kinetic energy (TKE) dissipation rates in the northern and southern transects are about 2 orders larger than those in the middle transect. The sea surface temperature, mixed layer depth, and the submesoscale motions (with horizontal scales smaller than 30 km) also suggest the surface turbulences are more active in the northern and southern transects. The current velocity data and sea level anomaly show that the middle transect was located at the northern edge of a cyclonic eddy. The eddy‐generated cross‐front geostrophic current was observed to flow toward the opposite direction of the cross‐front Ekman transport and believed to counteract the Ekman buoyancy flux (EBF)‐induced turbulence enhancement. The TKE dissipation rates can be well scaled by a scaling considering the EBF and the wind in the northern and southern transects but wind scaling only in the middle transect, suggesting the EBF does not contribute to the surface turbulence in the middle transect. An improved empirical scaling considering the cross‐front geostrophic current is defined and can scale the TKE dissipation rates better, indicating an eddy plays a key role in surface turbulent mixing in the East China Sea Kuroshio front.

    全文获取连接:https://agupubs.pericles-prod.literatumonline.com/doi/pdf/10.1029/2018JC014672

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  • 《中国科学院海洋研究所研究探明黑潮延伸体海区中尺度涡引起的次表层涩度异常现象》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2023-12-14
    • 近日,中国科学院海洋研究所王凡研究团队在黑潮延伸体(KET)海区中尺度涡引起的次表层涩度异常方面取得最新进展,研究成果发表于国际学术期刊《Journal of Physical Oceanography》上。 中尺度涡旋是海洋中普遍存在的海洋现象,是海洋表层和次表层温度、盐度变率的重要来源。中尺度涡旋引起的次表层变率主要来自“起伏模态”(“heaving mode”)和“涩度模态”(“spicing mode”)。“起伏模态”产生自涡旋引起的等密度面的起伏,而“涩度模态”来自涡旋引起的沿等密度面的运动。黑潮延伸体位于北太平洋副热带环流和副极地环流的交界处。其北侧是通风较好的北太平洋中层水(NPIW),具有低温、低盐、较高的营养物质和氧气含量的特性。其南侧的NPIW水龄较老,高温、高盐、营养物质和氧气含量较低。该区域涡旋活动强烈,然而学界对该区域涡旋引起的等密度面上的涩度异常的特征、机制及其对NPIW性质变化的作用尚不明确。 研究团队聚焦该区域中尺度涡旋活动及其在等密度面:26.3 - 26.7σθ上引起的温度、盐度异常现象(涩度异常现象)。结合涡旋追踪数据集、Argo剖面数据以及人工神经网络模型,研究揭示了一系列重要现象和机理。使用涡旋追踪数据集,研究发现气旋涡(CE)和反气旋涡(AE)分别倾向于在KET急流的北部和南部聚集。受平均流影响,这些涡旋半径大(CE: 61.94 km, AE: 68.05 km),东西方向运动微弱,但南北方向运动显著(CE: 0.35 cm s-1向南,AE: 0.66 cm s-1向北)。使用Argo浮标数据,发现在26.3 - 26.7σθ上,CE(AE)导致的平均温度和盐度异常为-0.25℃(0.06℃)和-0.05 psu(0.01 psu)。研究揭示了该涩度异常主要受控于两种机制。一种是涡旋通过裹挟水体运动产生涩度异常,该机制通过对比涡旋经过位置和涡旋初始位置的盐度差与Argo观测的涡旋内盐度异常得到验证。另一种由锋面弯曲产生的准静止曲流涡(meander eddies)引起,该机制通过人工神经网络模型的对照实验得到验证。这两种机制产生的涩度异常对NPIW水团产生不同影响。使用数据拟合与重构技术,证实了移动涡旋引起温度、盐度异常的逐渐累积,形成驱动水体的跨KET锋面交换。神经网络模型结果表明,曲流涡通过改变锋面的位置,进而产生涩度异常,引起NPIW水团性质的再分布。然而,这些曲流涡引起的异常并不促进水体之间的热量和盐分交换。 虽然深度坐标上中尺度涡旋引起的温度和盐度变化的研究已经很多,但是涡旋引起的等密度面上的变化鲜有研究,该研究深入了学界对中尺度涡旋引起的温盐变率的认识。为等密度面上的温盐变率的气候模型模拟提供了观测基准。 该论文由第一作者中国科学院海洋研究所的博士后律明坤、通讯作者王凡研究员、合作者李元龙研究员共同完成。该研究得到了崂山实验室项目、山东省自然科学基金、中国科学院战略先导科技专项、山东省青年基金的资助。 文章信息: Lv, M., F. Wang, and Y. Li, 2023: Eddy-Induced Subsurface Spiciness Anomalies in the Kuroshio Extension Region. J. Phys. Oceanogr., 53, 2893–2912, https://doi.org/10.1175/JPO-D-22-0254.1.
  • 《海洋锋面和涡旋对大气河及极端降雨的影响新探》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2021-03-06
    • 大气河是中纬度狭长的水汽输送带,对中纬度极向水汽输送的贡献超过90%。大气河登陆后易形成极端降水,引发沿岸地区严重的洪涝灾害。但是由于缺乏对大气河动力机制的准确认识,现有的天气和气候模式对大气河登陆时间和位置及其引起的极端降雨的预测存在很大的困难。 近日,海洋试点国家实验室海洋动力过程与气候功能实验室(以下简称“功能实验室”)成员马晓慧教授团队与国际高分辨率地球系统预测实验室(iHESP)Ping Chang教授、博士后刘雪等合作,通过在高分辨率数值模拟中引入中小尺度海洋过程的影响,并结合观测和再分析资料,首次发现北太平洋黑潮伸体区域与海洋锋面和涡旋有关的中小尺度海温的出现会使登陆北美西岸的大气河和极端降雨显著增强,且该过程在季节与季节内尺度都有发生。该项研究进一步提出了中小尺度海温强迫大气河的可能机制:大气对海洋冷暖涡的响应是非对称的,中小尺度海温异常将更多的水汽输送到大气边界层以上,增加的水汽通量将直接促进大气河的生成,而在此过程中伴随大气河发生的副热带气旋的强度并没有显著改变。 该成果在国际学术期刊Nature Communications(自然·通讯)线上发布题为Ocean Fronts and Eddies Force Atmospheric Rivers and Heavy Precipitation in Western North America(海洋锋面和涡旋对北美西岸大气河和极端降雨的影响)的报道。上述研究工作由马晓慧教授为共同第一和通讯作者,海洋试点国家实验室主任吴立新院士、中国海洋大学贾英来副教授等合作者共同完成,是功能实验室在中纬度多尺度海气相互作用领域取得的又一重要进展,对全球中纬度极端天气的预测有重要意义,也彰显了iHESP创新平台对深化国际交流合作的重要支撑和推进作用。 全文链接:https://rdcu.be/cfKHB