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《海洋研究所边界流入侵陆架机制取得重要突破》

  • 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：2018-01-26

  • 中国科学院海洋研究所尹宝树团队杨德周研究员等与美国伍兹霍尔海洋研究所黄瑞新教授等合作，在边界流入侵陆架机制研究方面取得重要突破，合作撰写的文章“地形β螺旋和黑潮向岸入侵”于2018年1月在Geophysical Research Letters期刊发表。

    　　世界大洋及边缘海的物质和能量交换对近海动力环境和生态系统具有重要影响，长期以来大洋水入侵陆架边缘海的形式及其支撑理论一直是国际上悬而未决的重要科学问题。文章首次提出了边界流入侵陆架的地形β螺旋动力学理论，回答和解决了上述科学问题并填补了大洋环流理论和陆架动力学理论之间长期缺失的一环。

    　　陆坡处陡峭的地形使流动具有强烈的非线性，研究陆架环流与大洋环流的相互作用面临着巨大的挑战，黑潮入侵东海问题困扰了科学家很多年。通过观测、理论推导和数值模拟，文章提出了地形β螺旋及其生成机制：在西边界流与陆架边缘相撞产生的强烈上升流区域，向陆架入侵海流在垂直方向上发生了气旋或反气旋偏转，并给出了其理论表达式。该偏转为深层大洋水入侵陆架提供了动力通道，因其产生与地形梯度有关，将其命名为地形β螺旋。该理论表明在边界流与陆架发生相撞的区域，地形β螺旋调控边界流向边缘海的入侵方向，同时其也为边界流分叉提供了一种重要的理论解释。

    　　该理论在世界大洋具有普适性，即当大洋边界流遇到强烈变化的地形时，均会产生地形β螺旋，从而引起边界流入侵分支在垂向的螺旋状结构，为边界流分叉提供了一种全新的理论解释。研究成果对促进西边界流与边缘海相互作用的深入研究、更深入理解大洋对陆架动力环境和生态环境变化的影响具有重要科学意义和应用价值。

    　文章链接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2017GL076614/full

  • 原文来源：http://www.qdio.cas.cn/xwzx/kydt/201801/t20180122_4937230.html
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  • 《自然资源部第一海洋研究所在南极陆架-海盆热交换研究方面取得重要进展》
    • 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：2024-01-28
    • 近日，自然资源部第一海洋研究所海气中心青年学者高立宝博士联合澳大利亚、美国以及国内多位知名科学家，在南极陆架-海盆热量交换研究方面取得重要进展。相关成果以“Persistent warm-eddy transport to Antarctic ice shelves driven by enhanced summer westerlies”为题，发表于国际知名学术期刊《Nature Communications》。 南大洋对减缓全球气候变暖具有至关重要的作用，近20年全球变暖所增加的大部分热量被南大洋吸收。南极陆架-海盆热量交换是南大洋热量再分配的重要方式之一，但南极沿岸的陆坡流就像海洋中的一道动力屏障阻碍着经向的热交换，陆架外的暖水如何突破陆坡流阻碍从而向南极陆架输运热量的物理过程尚未明确。 科研人员基于南极普里兹湾的海洋断面、潜标、海豹CTD和卫星等所获取的观测数据，开展了相关物理过程的研究。研究发现，涡旋入侵是突破陆坡流限制向南极陆架输运热量的重要物理过程，增强的夏季西风及旋度是驱动暖涡入侵的主要影响因子。近几十年，南大洋的西风持续增强和南移，带来的风应力旋度异常有利于触发南极近岸的涡旋形成，同时增强的夏季西风也提高了上层海洋向北的艾克曼输运，使得高温绕极深层水向陆架的涌升增强，从而将暖涡旋跨陆坡输运到普里兹湾内部，并与普里兹湾环流相互作用向冰架输运热量。如果所有暖涡旋携带的热量全部用于冰架融化，将引起普里兹湾埃默里冰架厚度每年减少大约3米，从而增加南极冰架的不稳定性。 该研究揭示了暖涡旋跨陆坡输运的物理过程及其在南极陆架-海盆热量交换中的重要作用。同时进一步基于模式结果预估南大洋的西风将继续增强和南移，这可能会导致更多的暖涡旋向陆架入侵，导致南极冰架快速融化和加剧全球海平面上升。上述科学发现有助于进一步理解南大洋热量再分配过程以及南极海冰和冰架的变化机理，为南极近岸观测计划优化、数值模式发展以及南极气候预测提供了重要理论依据。 自然资源部第一海洋研究所高立宝博士为相关论文第一作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和南大洋调查专项等项目的大力支持。 论文链接：Gao L., Yuan X., Cai W., Guo G., Yu W., Shi J., Qiao F., Wei Z. and G. D. Williams. Persistent warm-eddy transport to Antarctic ice shelves driven by enhanced summer westerlies. Nature Communications 15, 671 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-45010-x
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