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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點，為把我國建設(shè)成為世界科技強國作出新的更大的貢獻。

——習近平總書記在致中國科學院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實現(xiàn)科學技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機構(gòu)。

——中國科學院辦院方針

首頁 > 科研進展

海洋所北太平洋次溫躍層環(huán)流研究獲進展

2020-09-24 海洋研究所

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語音播報

　　20世紀40年代，大洋風生環(huán)流動力學理論建立，揭示大洋上層環(huán)流由風旋度驅(qū)動，并由西邊界流閉合的動力機制。20世紀80年代，現(xiàn)代溫躍層理論建立，包括位渦均一化理論和通風溫躍層理論，強調(diào)大洋主溫躍層之下，除西邊界流回流區(qū)和通風溫躍層以外，難以驅(qū)動海洋環(huán)流，存在靜止不動的陰影區(qū)，與實際海洋觀測不符。20世紀80年代，中科院院士胡敦欣等在西太平洋發(fā)現(xiàn)棉蘭老潛流等潛流，無法用現(xiàn)代大洋溫躍層理論解釋，揭示出經(jīng)典溫躍層理論存在的局限性。

　　研究團隊對北赤道次表層流三維結(jié)構(gòu)、變異規(guī)律與動力機制開展研究，利用潛標測量、船載ADCP海流測量，與Argo地轉(zhuǎn)流數(shù)據(jù)結(jié)合，證實NESC是一支橫跨北太平洋海盆流動的海流，具有季節(jié)-年際尺度的變化，在夏季和拉尼娜期間變強，在冬季和厄爾尼諾期間變?nèi)?。使用線性連續(xù)層化模式（LCSM），該研究揭示大洋次溫躍層環(huán)流的動力機制，并指出包括NESC在內(nèi)的潛流，其形成機制是由大尺度環(huán)流的靜力平衡和海面、海底動力邊界條件約束決定。由于熱帶大洋層結(jié)的低階斜壓模態(tài)在溫躍層附近存在零點，前幾個斜壓模態(tài)的疊加造成強的表層流與弱的潛流，模式再現(xiàn)太平洋赤道流系的主要海流及其潛流。該理論與經(jīng)典環(huán)流理論的區(qū)別，在于考慮到海底邊界的約束。研究顯示，NESC的季節(jié)變化由中、東赤道太平洋季節(jié)變化的風應力旋度，通過激發(fā)向西向下傳播的斜壓羅斯貝波強迫。研究人員使用連續(xù)層化斜壓羅斯貝波的解析解，再現(xiàn)NESC緯向流的季節(jié)變化。

　　該研究揭示NESC等大洋潛流的形成機制具有一般性，可推廣到其它海域。新理論克服現(xiàn)代大洋溫躍層環(huán)流理論中存在靜止“陰影區(qū)”的缺陷，是對大洋溫躍層理論的重要修正。相關(guān)研究成果發(fā)表在Scientific Reports和Journal of Physical Oceanography上。

　　論文鏈接：1、2

NESC體積輸運及其年際異常

NESC與上層NECC反向的動力機制解釋以及赤道太平洋斜壓模態(tài)結(jié)構(gòu)與LCSM模擬結(jié)果

　　近日，中國科學院海洋研究所袁東亮團隊在北太平洋次溫躍層環(huán)流研究中取得進展。研究人員預研究發(fā)現(xiàn)北太平洋存在一支次溫躍層海流，位于5°N附近北赤道逆流之下，貫通太平洋海盆向西流動，進入印尼貫穿流源區(qū)，是赤道太平洋水團進入印尼海和印度洋的通道，命名為“北赤道次表層流”（NESC）。
　　20世紀40年代，大洋風生環(huán)流動力學理論建立，揭示大洋上層環(huán)流由風旋度驅(qū)動，并由西邊界流閉合的動力機制。20世紀80年代，現(xiàn)代溫躍層理論建立，包括位渦均一化理論和通風溫躍層理論，強調(diào)大洋主溫躍層之下，除西邊界流回流區(qū)和通風溫躍層以外，難以驅(qū)動海洋環(huán)流，存在靜止不動的陰影區(qū)，與實際海洋觀測不符。20世紀80年代，中科院院士胡敦欣等在西太平洋發(fā)現(xiàn)棉蘭老潛流等潛流，無法用現(xiàn)代大洋溫躍層理論解釋，揭示出經(jīng)典溫躍層理論存在的局限性。
　　研究團隊對北赤道次表層流三維結(jié)構(gòu)、變異規(guī)律與動力機制開展研究，利用潛標測量、船載ADCP海流測量，與Argo地轉(zhuǎn)流數(shù)據(jù)結(jié)合，證實NESC是一支橫跨北太平洋海盆流動的海流，具有季節(jié)-年際尺度的變化，在夏季和拉尼娜期間變強，在冬季和厄爾尼諾期間變?nèi)?。使用線性連續(xù)層化模式（LCSM），該研究揭示大洋次溫躍層環(huán)流的動力機制，并指出包括NESC在內(nèi)的潛流，其形成機制是由大尺度環(huán)流的靜力平衡和海面、海底動力邊界條件約束決定。由于熱帶大洋層結(jié)的低階斜壓模態(tài)在溫躍層附近存在零點，前幾個斜壓模態(tài)的疊加造成強的表層流與弱的潛流，模式再現(xiàn)太平洋赤道流系的主要海流及其潛流。該理論與經(jīng)典環(huán)流理論的區(qū)別，在于考慮到海底邊界的約束。研究顯示，NESC的季節(jié)變化由中、東赤道太平洋季節(jié)變化的風應力旋度，通過激發(fā)向西向下傳播的斜壓羅斯貝波強迫。研究人員使用連續(xù)層化斜壓羅斯貝波的解析解，再現(xiàn)NESC緯向流的季節(jié)變化。
　　該研究揭示NESC等大洋潛流的形成機制具有一般性，可推廣到其它海域。新理論克服現(xiàn)代大洋溫躍層環(huán)流理論中存在靜止“陰影區(qū)”的缺陷，是對大洋溫躍層理論的重要修正。相關(guān)研究成果發(fā)表在Scientific Reports和Journal of Physical Oceanography上。
　　論文鏈接：1、2
　　NESC體積輸運及其年際異常
　　NESC與上層NECC反向的動力機制解釋以及赤道太平洋斜壓模態(tài)結(jié)構(gòu)與LCSM模擬結(jié)果
　　

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