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海洋所等在边界流入侵陆架机制研究中取得突破

海洋所等在边界流入侵陆架机制研究中取得突破

  中国科学院海洋研究所尹宝树团队研究员杨德周等,与美国伍兹霍尔海洋研究所教授黄瑞新等合作,在边界流入侵陆架机制研究中取得突破,合作撰写的论文以《地形β螺旋和黑潮向岸入侵》为题,发表在Geophysical Research Letters上。

  世界大洋及边缘海的物质和能量交换对近海动力环境和生态系统具有重要影响,大洋水入侵陆架边缘海的形式及其支撑理论一直是国际上悬而未决的重要科学问题。论文首次提出边界流入侵陆架的地形β螺旋动力学理论(如图),回答和解决上述科学问题并填补大洋环流理论和陆架动力学理论之间长期缺失的一环。

  陆坡处陡峭的地形使流动具有强烈的非线性,研究陆架环流与大洋环流的相互作用面临挑战,黑潮入侵东海问题困扰了科学家很多年。通过观测、理论推导和数值模拟,研究提出地形β螺旋及其生成机制:在西边界流与陆架边缘相撞产生的强烈上升流区域,向陆架入侵海流在垂直方向上发生气旋或反气旋偏转,并给出其理论表达式。该偏转为深层大洋水入侵陆架提供动力通道,因其产生与地形梯度有关,将其命名为地形β螺旋。该理论表明在边界流与陆架发生相撞的区域,地形β螺旋调控边界流向边缘海的入侵方向,同时其也为边界流分叉提供重要的理论解释。

  该理论在世界大洋具有普适性,即当大洋边界流遇到强烈变化的地形时,均会产生地形β螺旋,从而引起边界流入侵分支在垂向的螺旋状结构,为边界流分叉提供全新的理论解幸运飞艇释。研究成果对促幸运飞艇进西边界流与边缘海相互作用的研究、深入理解大洋对陆架动力环境和生态环境变化的影响具有重要科学意义和应用价值。

  论文链接 

地形β螺旋和黑潮向岸入侵分支