海洋中尺度活动(或中尺度结构)具有巨大的能量。这种结构(包括海洋锋和涡旋)可以引起中尺度海气相互作用(MASI),进而对海洋环流产生很大影响。 MASI主要在大气强迫方面不同于大规模相互作用,它可以通过高分辨率观测和模拟来显示。
“中尺度海气相互作用不仅可以影响边界层的大气过程,还可以影响云和降水。此外,它还会影响西边界流。”大气研究所副研究员林鹏飞博士说。
“由于海洋的水平分辨率过于粗糙,许多全球耦合模型无法解析海洋中尺度涡旋和海洋锋。因此,很少有人使用高分辨率的全球耦合模型进行模拟。此外,模拟中尺度海气相互作用的准确性在先前的研究中没有详细探讨。”林博士说。
林和他的团队开发了一个高分辨率的海气耦合模型,并使用该模型进行了六年的模拟。结果表明MASI可以被模型很好地捕获,特别是在中尺度活动性较高的区域。通过海面温度和风应力之间的正相关来描述响应,并通过海面温度异常和风异常之间的耦合强度来量化。
中尺度结构引起的表面潜热通量和感热通量的响应也很明显。在具有强烈海洋锋面和涡旋的地区,这种反应特别显著。与弱风响应相关的是,由于模型中较干燥的大气边界层,表面感热通量响应被轻微低估,表面潜热通量响应被高估。动量混合和压力调节机制起着重要作用。
“我们的研究为中尺度海气相互作用研究提供了一些建议,并提出了改进模型模拟的建议,”林说,“未来,我们打算利用这种模拟进一步区分海洋动力学和表面风的热效应。”
(侯颖琳 编译;於维樱 审校)