《中国科学院海洋研究所在亚南极模态水区域性变化差异研究方面取得新进展》

  • 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:2022-11-22
  • 近日,中国科学院海洋研究所在亚南极模态水区域性变化差异研究方面取得新进展,研究成果以Subantarctic mode water variations in the three Southern Hemisphere ocean basins during 2004–2019为题发表在国际学术期刊Journal of Geophysical Research: Oceans上

    亚南极模态水潜沉和向北输运是大洋经圈环流(Meridional Overturning Circulation, MOC)上升支的重要来源,对全球大洋热含量、淡水通量以及营养物质的收支具有重要贡献。同时,在全球增暖背景下,地球系统的热量在增加,其中90%的热量海洋吸收;亚南极模态水的经向热量输运增加是南半球大洋热含量增加的重要原因之一。

    尽管亚南极模态水与气候变化的关联非常密切,但是由于以往观测数据的匮乏以及亚极地模态水绕极分布的特殊性,以往对亚南极模态水的研究主要是将位于印度洋、太平洋及大西洋的亚南极模态水作为一个整体研究其变化特征及变异机制。

    研究团队通过分析发现,亚南极模态水在印度洋、太平洋和大西洋具有不同的温度、盐度及密度分布特征,同时其年际变化特征及其变异机制在三大洋也具有明显的差异,因此,各区域亚南极模态水的变化在全球气候变化中的贡献也不尽相同。研究表明印度洋亚南极模态水变异主要受到印度洋上空风应力旋度变化的影响,太平洋和大西洋亚南极模态水变化主要受浮力变化影响。这种机制差异性是南大洋上空西风带沿纬向的不均匀分布所导致的。

    该研究第一作者为海洋所博士后王然,联合通讯作者为于非研究员和南峰研究员。研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、江苏省自然科学基金的支持。

    论文信息:

    Wang, R., Nan, F., Yu, F., & Wang, B. (2022). Subantarctic mode water variations in the three Southern Hemisphere ocean basins during 2004–2019. Journal of Geophysical Research: Oceans, 127(7), e2022JC018950.https://doi.org/10.1029/2021JC017906

      

  • 原文来源:http://www.qdio.cas.cn/2019Ver/News/kyjz/202211/t20221121_6551425.html
相关报告
  • 《中国科学院海洋研究所在风暴潮模拟预报方面取得新进展》

    • 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:2023-12-21
    • 风暴潮是我国近海灾害损失最严重的海洋动力灾害过程,准确模拟预报风暴增水对防灾减灾非常重要。中国科学院海洋研究所侯一筠、胡珀课题组通过在海洋数值模式中引入考虑波浪影响的风应力参数化方案,显著提高了山东沿海风暴增水的模拟精度,相关成果在海洋模拟学术期刊Ocean Modelling发表。 台风和寒潮期间,强风引起的海水异常升降,给沿海区域的人员和财产安全构成严重威胁。为减少风暴潮灾害风险,通常使用数值模式来预测风暴增水。山东沿海地区风暴潮灾害频繁,特别是冬春季的寒潮和夏秋季的北上台风期间,沿海地区会出现强烈的风暴增水现象。与东南沿海等开阔海域相比,山东近海的岸界和水深地形变化复杂,增加了风暴增水的模拟预测难度。 ADCIRC-SWAN耦合模式常用于模拟近岸的风暴增水和极值波浪,被广泛应用于科学研究和业务预报模式中。通过与实际观测对比,发现使用ADCIRC模式模拟的风暴增水存在系统误差,数值模拟结果偏小且在渤海区域尤甚,而使用耦合模式中的wave setup方案改进效果十分有限。研究发现,通过一种考虑波浪影响的风应力参数化方案来替代模式原有的单纯依赖风速的参数化方案,可以有效地纠正风暴增水的模拟误差。通过模拟评估发现,在渤海区域最大风暴增水的改进效果超过20%。研究进一步揭示这一改进的物理机制,渤海区域独特的海岸线形态特征对风浪演变和风应力增强具有重要影响:浅水渐变地形及限制性的的风区,导致风浪的成长不充分和向岸传播过程中的浅水效应,显著增加了海-气间的动量交换,从而导致风暴增水更强。目前ADCIRC模式中原有方案仅考虑风速,无法准确描述这一机制,因而低估了风应力和风暴增水的数值。 基于改进的动力模式技术,科研团队构建了山东沿海风暴潮-海浪耦合漫滩数值预测模型,局部最高分辨率为100米,模拟了两次典型强台风过程(波利和利奇马)过境莱州湾期间的海水淹没过程。研究发现,在忽略海堤防御作用的情况下,台风风暴潮会导致莱州湾沿岸大范围的海水淹没风险。研究还定量评估了风场驱动、波浪增强风应力等外部驱动因素对海水淹没的影响程度。 中国科学院海洋研究所李水清副研究员是论文通讯作者,李朝博士是论文第一作者,其他合作作者包括胡珀研究员、冯兴如研究员、莫冬雪助理研究员和自然资源部北海预报中心李健高级工程师,研究得到了国家自然科学基金等项目资助。 相关论文信息: Li Zhao, Shuiqing Li*, Po Hu, Xingru Feng, Dongxue Mo, Jian Li. 2023. Improving storm surge simulations by considering wave-steepness-dependent drag coefficient in the northern East China Sea. Ocean Modelling. doi: 10.1016/j.ocemod.2023.102283. Li Zhao, Shuiqing Li*, Po Hu, Dongxue Mo, Jian Li, Mei Du, Jie Yan, Yijun Hou, Baoshu Yin*. 2022. Numerical study of storm surge-induced coastal inundation in Laizhou Bay, China. Frontiers in Marine Science. doi: 10.3389/fmars.2022.952406.
  • 《中国科学院海洋研究所在南太平洋副热带模态水研究方面取得新进展》

    • 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:熊萍
    • 发布时间:2025-04-29
    • 近日,中国科学院海洋研究所尹宝树研究团队与美国加州大学洛杉矶分校曲堂栋研究员携手合作,在南太平洋东部副热带模态水变化及机制研究方面取得重要进展。该研究成果已在美国地球物理学会的国际权威SCI期刊Journal of Geophysical Research: Oceans上发表。 模态水是冬季的混合层水通过潜沉进入密跃层中形成的低位涡水团,作为海洋与大气热量、物质输送的主要“媒介”,在中高纬度海气相互作用中扮演重要角色。作为太平洋副热带经向环流圈的重要组成部分,南太平洋东部副热带模态水在潜沉等运动过程中将热量、淡水和营养盐等从海表输送到海洋内部,对热带上层海洋乃至全球气候变化具有重要影响。然而,由于早期观测资料的时空分辨率不足,前人对南太平洋东部副热带模态水的关注较少,对其变化规律及影响机制的认识也较为有限。随着全球Argo实时观测网络的建立和完善,利用Argo数据来系统研究南太平洋东部副热带模态水的变化规律及其影响机制,已成为当前物理海洋学领域的重要课题。 尹宝树研究团队基于最新的Argo观测数据和ERA5再分析产品,揭示了南太平洋东部副热带模态水的季节和年际变化特征及其影响机制。研究结果表明,南太平洋东部副热带模态水表现出显著的年际变化特征,其与ENSO具有显著的相关性。这表明南太平洋东部副热带模态水的年际变化主要受ENSO的调制影响。进一步研究发现ENSO引起的异常风是驱动南太平洋东部副热带模态水年际变化的主要因素。这一研究成果不仅深化了对副热带模态水变异机理的认识,更为理解ENSO与副热带海洋的相互作用提供了新的科学视角,对区域海洋气候变异研究和气候预测具有重要的理论价值和实际意义。 中国科学院海洋研究所硕士研究生孙贵民为论文第一作者,齐继峰研究员为通讯作者,合作者包括美国加州大学洛杉矶分校曲堂栋研究员和中国科学院海洋研究所尹宝树研究员。该研究得到了国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项和国家重点研发计划的共同资助。 论文信息: Sun, G., Qi, J.*, Qu, T., & Yin, B. (2025). Variability of the South Pacific eastern subtropical mode water and associated causal mechanism during the Argo period. Journal of Geophysical Research: Oceans, 130(3), e2024JC022254.https://doi.org/10.1029/2024JC022254