研究揭示南海亞中尺度不穩定的高頻變化機制及其垂向熱輸運貢獻

　　近日，中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋環境國家重點實驗室經志友團隊在南海亞中尺度動力不穩定的高頻變化特征、物理機制及其垂向熱輸運定量貢獻等觀測研究方面取得進展。相關研究成果發表在《地球物理研究通訊》（Geophysical Research Letters）上。

　　海洋亞中尺度過程通過非地轉動力不穩定，驅動地轉能量正向串級與耗散，并增強熱量、營養鹽等要素的垂向交換，在海洋物質能量循環和海-氣相互過程中發揮重要作用。該研究基于南海高分辨率現場觀測數據并結合理論分析，揭示了亞中尺度動力不穩定的高頻變化機制及其對垂向熱輸運的定量貢獻。結果表明，南海混合層對稱不穩定的晝夜高頻變化，主要是由大氣非絕熱強迫所驅動而非風場強迫。夜間海表冷卻驅動的邊界層浮力損失，通過增強亞中尺度動力不穩定和垂向次級環流，引起約60%的混合層亞中尺度再層化。

　　進一步，該研究基于國家自然科學基金委員會共享航次計劃重大科學問題航次的觀測研究表明，海洋渦旋海域普遍存在的鋒面亞中尺度過程引起的垂向凈熱通量達100 W/m2，比經典地轉理論和傳統認識的中尺度貢獻大1~2個量級，且影響深度深達150米海洋次表層，亦對上層海洋具有顯著的加熱效應。

　　上述研究基于高時空分辨率現場觀測定量揭示了海洋亞中尺度動力不穩定的快速變化機制及其對垂向熱輸運的貢獻，明確了大氣非絕熱強迫的關鍵調控作用，對進一步探討海洋亞中尺度動力過程及其生態氣候效應、海洋與氣候模式的亞中尺度參數化改進，以及海洋亞中尺度動力學前沿方向發展等具有科學意義。

　　研究工作得到國家自然科學基金等的支持。