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《中国科学院海洋研究所在苏拉威西海涡动能年际变异动力学研究取得进展》

  • 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：2022-10-12

  • 近日，中国科学院海洋研究所尹宝树研究团队在印尼海南部的苏拉威西海涡动能年际变异规律动力学研究取得新进展，研究成果发表于国际学术期刊Journal Geophysical Research: Oceans上。

    苏拉威西海地处赤道太平洋西边界，是全球海洋大输送带的唯一热带回流分支——印尼贯穿流（ITF）的关键通道，具有丰富的中尺度涡旋活动（Hao et al., 2021）。这些涡旋活动在调节印尼贯穿流季节内变异以及印尼贯穿流下游区水团性质方面发挥着重要作用。因此，探究该海域涡旋活动年际变化及其动力机制对认识印尼贯穿流多尺度变异规律和区域气候调节方面具有重要科学意义。

    基于Ocean Forecasting Australian Model（OFAM）模式数据，尹宝树研究团队发现苏拉威西海涡动能具有显著的年际变化特征，并与棉兰老流入侵苏拉威西海的流量变化密切相关（Hao et al., 2022）。棉兰老流入侵流量增加使得苏拉威西海上层环流水平剪切增强，并通过正压不稳定过程促进平均流动能向涡动能的正向串级。进一步分析表明，棉兰老流入侵苏拉威西海受到两支西边界流——棉兰老流（MC）和新几内亚沿岸流/潜流（NGCC/NGCUC）路径变化的调制。在高涡动能时期，新几内亚沿岸流/潜流减弱，棉兰老流回流（MC retroflection）延伸至5°N以南，使得棉兰老流入侵增强；在低涡动能时期，新几内亚沿岸流/潜流增强，棉兰老流回流向北退却，导致棉兰老流入侵减弱。另外，苏拉威西海以东海域的中尺度涡旋也会影响棉兰老流入侵。该研究成果强调了太平洋西边界流非线性动力过程在调制边缘海涡旋活动方面的重要性。

    该研究由中国科学院海洋研究所博士研究生郝占久、徐振华研究员、尹宝树研究员、张沛文博士和澳大利亚联邦科学与工业研究组织海洋大气研究所冯明研究员合作完成。研究得到了中国科学院战略先导专项、国家自然科学基金、科技部重点研发专项等资助。

    文章信息：

    Hao, Z., Xu, Z., Feng, M., Zhang, P., & Yin, B. (2022). Dynamics of interannual eddy kinetic energy variability in the Sulawesi Sea revealed by OFAM3. Journal of Geophysical Research: Oceans, 127, e2022JC018815.

    https://doi.org/10.1029/2022JC018815

  • 原文来源：http://www.qdio.cas.cn/2019Ver/News/kyjz/202210/t20221008_6520431.html
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    • 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：2025-03-14
    • 近日，中国科学院海洋研究所王凡团队在Nature Communications发文揭示海洋次表层混合对中部型（CP）厄尔尼诺和南方涛动（ENSO）的非绝热正反馈机制。 ENSO是海洋-大气系统最显著的年际变化，但21世纪以来，伴随着CP?ENSO的增多，人们对ENSO的预测技巧却减弱。这表明，人们对ENSO的一些关键热动力学认知还存在不足。海洋次表层湍流混合以非绝热方式将热量从混合层底向下传递，是影响海表温度的一个重要过程。然而，由于直接观测资料匮乏，次表层混合对ENSO的影响，尤其是其对CP?ENSO和东部型（EP）ENSO多样性的作用，从未得到确认。 本研究创新性提出了一种基于Argo剖面观测数据的赤道太平洋混合层底湍流混合参数化方案，从而首次提供了大量的混合层底垂向扩散系数以及湍流热通量估算数据。据此，进一步揭示了由湍流热通量导致的非绝热效应与CP ENSO循环存在显著的正反馈关系：一方面，次表层湍流混合主导了El Ni?o和La Ni?a生长期的海面温度变化，另一方面，其强度又被El Ni?o和La Ni?a相应的风应力及次表层不稳定条件所控制。相反，由湍流热通量导致的非绝热效应不能明显促进EP ENSO的发展，也不能被EP ENSO显著决定。 本研究提出的非绝热机制是促进CP ENSO发展的一个主要机制，是对传统绝热ENSO理论的重要补充。该结果提示，为提高ENSO预报水平，次表层湍流混合必须在气候预报模式中得到准确的表征。 该成果发表在Nature Communications。第一、二作者分别为中国科学院海洋研究所刘传玉和王凡研究员（也是共同通讯作者），合作作者包括汉堡大学海洋研究所Armin K?hl博士、中国科学院海洋研究所王晓玮助理研究员、中国科学院南海海洋研究所王春在研究员，以及夏威夷大学Kelvin J. Richards教授等。该研究受到中国科学院B类先导专项、国家重点研发计划及国家自然科学基金等项目的资助。 论文信息： Liu, C., Wang, F., K?hl, A.?et al.?Subsurface ocean turbulent mixing enhances central Pacific ENSO.?Nat Commun?16, 2315 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-57058-4
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  • 《中国科学院海洋研究所在地幔动力学和弹性挠曲均衡作用方面研究取得新进展》
    • 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：2025-03-04
    • 近日，国际学术期刊《Earth and Planetary Science Letters》发表了题为“The relationship between gravity anomalies and topography in the Pacific Ocean and its implications for flexural isostasy,mantle viscosity and dynamics”的文章，报道了中国科学院海洋研究所关于地幔动力学和挠曲均衡的相对作用方面的最新研究成果。 地形和重力异常是地球表面两个最基本的观测要素，它们的成因主要有以下两点：其一是岩石圈内部的密度变化及岩石圈的挠曲和均衡；其二是岩石圈下部地幔的密度异常及其引起的地幔对流。地球内部动力学和地表岩石圈板块的挠曲均衡在不同波长上对地球的表面地形和重力场产生影响，目前地幔动力学和弹性挠曲均衡之间的转换波长以及它们的相对贡献尚不明确，决定这一转换的一个关键参数是地球的粘度结构，它控制着板块对加载的响应和地幔对流的作用。 本研究选取太平洋5000×5000 km的范围，首次利用太平洋地区约200至5000公里波长范围内观测到的地形与重力异常之间的关系（导纳），结合板块挠曲模型和以地震层析成像为基础建立的地幔对流模型，确定动力学效应和挠曲均衡效应之间的转换波长，并约束地幔的径向粘度结构。研究结果表明，对于波长小于~600公里的地形和重力场，板块挠曲均衡是主要贡献因素，对于波长大于~600公里的地形和重力场，地幔动力学是主要贡献因素。本研究基于不同的地震层析成像模型，建立地幔对流模型来研究长波长的动力学导纳的控制因素。使用有限元软件进行数值模拟来计算地幔流动、相关的地表动力地形以及自由空间重力异常。结果显示太平洋地区观测的长波长导纳可以用考虑温度相关的地幔粘度和弱软流圈的模型来解释，软流圈的粘度比地幔过渡带小约20倍，比下地幔小约600倍。 论文的第一作者兼通讯作者为中国科学院海洋研究所杨安助理研究员。合作者包括英国牛津大学的A.B. Watts教授和美国科罗拉多大学的钟时杰教授。本研究得到了崂山实验室科技创新项目和国家留学基金的共同资助。 相关论文： An Yang*,A. B. Watts;Shijie Zhong;The relationship between gravity anomalies and topography in the Pacific Ocean and its implications for flexural isostasy,mantle viscosity and dynamics,Earth and Planetary Science Letters,655,119246,2025. (https://doi.org/10.1016/j.epsl.2025.119246)
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