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科技進展
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海洋所研究發(fā)現(xiàn)赤道太平洋障礙層混合規(guī)律

發(fā)布時間: 2022-03-01
撰稿: 海洋研究所
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　　近日，中科院海洋所王凡研究團隊在赤道太平洋中小尺度過程（障礙層混合）研究方面取得新進展，研究結(jié)果發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊。
　　障礙層常見于赤道西、中太平洋，是位于等溫層下部的鹽度躍層，長期以來被認為可阻礙較暖的表層水與較冷的次表層水的交換，從而增強海氣相互作用。前人研究表明，若通過障礙層混合消掉障礙層，則全球高影響海氣事件厄爾尼諾現(xiàn)象將難以發(fā)生或發(fā)展。因此，障礙層混合是具有重要影響的關(guān)鍵動力過程。然而，對障礙層混合的分布特征、變異規(guī)律及氣候效應(yīng)，甚至其存在性，都缺乏實際觀測證據(jù)。
　　研究團隊通過在赤道太平洋上的定點觀測探測到了障礙層內(nèi)頻繁的混合現(xiàn)象，同時，利用大量Argo剖面數(shù)據(jù)，揭示了障礙層混合現(xiàn)象普遍存在性，并初步確定了其分布特征和發(fā)生規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)障礙層混合與上混合層中的混合一樣強烈，能夠在等溫層底形成有效的熱交換。按空間分布，其發(fā)生率在20%-60%之間，在赤道中太平洋較大，在160 W，0 N附近達到最大；按時間分布，障礙層混合在拉尼娜成熟期年比厄爾尼諾成熟期更頻繁。同時，研究還發(fā)現(xiàn)障礙層混合與較厚的混合層、障礙層和等溫層、較弱的障礙層層化以及等溫層中較低的溫度和較高的鹽度存在密切關(guān)聯(lián)。本研究為進一步研究確定真實障礙層混合對厄爾尼諾發(fā)生發(fā)展的影響奠定了基礎(chǔ)。

　　 

　　赤道142 E觀測到的湍動能耗散率（左）和對應(yīng)的跨等密度面混合系數(shù)（右）。圖片上部箭頭是風(fēng)矢量，中間虛線是混合層底，實線為同溫層底，兩者之間是障礙層

　　 

　　赤道太平洋障礙層混合發(fā)生現(xiàn)率的空間（上）和時間（下）變異規(guī)律

　　該研究由中科院海洋所劉傳玉研究員、博士生霍丹、共同通訊作者王凡研究員、廈門大學(xué)劉志宇教授及其他多位作者共同完成。該研究得到了中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項、中科院前沿科學(xué)重點研究項目及國家自然科學(xué)基金委資助。

　　論文鏈接：

　　https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2021GL097690

　　文章信息：

　　Liu, C.*, Huo, D., Liu, Z., Wang, X., Guan, C., Qi, J., & Wang, F*. (2022). Turbulent mixing in the barrier layer of the equatorial Pacific Ocean. Geophysical Research Letters., 49, e2021GL097690. https://doi.org/10.1029/2021GL097690

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