近日,我校海洋科学学院物理海洋和数值模拟研究所在海洋亚中尺度领域取得新进展,相关文章《Submesoscales are a significant turbu-lence source in global ocean surface boundary layer》在《Nature Communications》期刊在线发表。论文第一作者为学院董济海教授,共同通讯作者为学院董昌明教授,合作作者包括布朗大学Baylor Fox-Kem-per教授、马里兰大学Jacob Wenegrat助理教授、麻省理工学院Abigail Bodner助理教授、中山大学于小龙副教授以及英国气象局Stephen Belcher教授。
本工作基于高分辨率全球模式结果,通过拓展无量纲湍流动能收支方程,对比了亚中尺度过程、朗缪尔环流、非地转剪切和垂向对流过程四类湍动能能量源的相对贡献大小。结果表明,亚中尺度过程对远离海面的海洋边界层湍耗散具有着显著贡献,全球平均贡献占比在冬季和夏季分别达到了34%和17%。此外,概率密度分布曲线表明,相较于其它过程,亚中尺度过程在时空分布上具有着最强的间歇性,这也对观测亚中尺度过程引起的湍流混合造成了巨大的挑战。
该研究从湍流混合角度定量揭示了亚中尺度过程在海洋上边界层中的重要意义。鉴于目前气候模式并未考虑亚中尺度过程的贡献,这可能是当前气候模式模拟上边界层存在偏差的重要原因之一。该研究也为未来气候模式参数化方案的发展、提升模式模拟能力提供了改进思路。
亚中尺度过程作为目前物理海洋学的前沿热点,我院始终坚持国际合作的研究理念。近年来与包括布朗大学 Baylor Fox-Kemper 教授在内的多位国际知名学者开展了深入密切的合作,相关成果皆发表在 NC、JPO、GRL 等国际顶级期刊。本研究除Baylor Fox-Kemper 教授外,还联合了马里兰大学、麻省理工学院和英国气象局等单位,是我院在国际化工作方面的又一标志性成果。
该研究得到了国家重点研发计划项目和国家自然科学基金委项目的支持。 (董济海)