卫星测高技术的出现使人们关注到100公里的中尺度涡流的普遍存在,它们是海洋中的天气系统类似物,通常被视为动能(KE)的光谱峰值。然而,对海洋空间尺度的理解大多来自于对小的“代表性”区域的傅里叶分析,不能捕捉到行星尺度上的大动态范围。罗切斯特大学的研究人员和合作者跳出框架思维,使用粗粒度方法首次量化了1000公里以上洋流的能量。在这个过程中,他们发现能量最大的是直径约9000公里的南极环极流(Antarctic Circumpolar Current)。
该项目由美国国家科学基金会(U.S.National Science Foundation)支持,团队还包括来自罗马托尔韦加塔大学、利物浦大学和普林斯顿大学的研究人员。项目团队使用实验室开发的相同粗粒化技术,记录了在风与尺寸小于260公里的临时环流相互作用时发生的“涡灭”过程。该项目成果近期发表于《自然通讯》(Nature Communications)上。
研究结果表明,粗粒化技术可以作为了解海洋环流的多尺度复杂性的新方法。该方法使研究人员更好地了解洋流在地球气候系统的关键调节因素上是如何发挥作用的。本质上,粗粒化分析让研究人员能够做到量化不同尺度洋流的结构和能量。这种新方法让科学家能够将洋流运动分成不同的尺度,比以往方法更简单,可以更精确和实用的定义洋流系统。(李亚清 编译)