研究概要:
南极海域水文动力环境复杂,微尺度混合可促使不同水团的性质发生显著变化,最终下沉形成南极底层水,从而调节全球环流、热量和碳循环,影响气候系统。尽管如此,人们对南极海域的混合过程知之甚少,尤其是已被证实为南极底层水主要生成区域之一的普里兹湾海域,目前关于此区域混合特征的认知尤为不足。该研究利用中国第31次南极科学考察期间的现场观测,对普里兹湾混合的空间分布、驱动机制及混合效率进行了深入探究。
研究发现:受多种动力、热力过程复杂共存的影响,普里兹湾微尺度混合的空间差异十分显著。在陆架区域,湍流混合占主,呈现出高湍动能耗散、高热扩散系数以及低温方差耗散的特征;陆坡区域则普遍存在扩散对流不稳定,总体呈低湍动能耗散率、低热扩散系数和高温方差耗散率;陆架坡折区域则是湍流混合与对流扩散混合共存,使湍动能耗散率、热扩散系数和温方差耗散率均表现为强值。冰架与潮流相互作用、变性绕极深层水入侵陆架和强背景流与地形相互作用等过程,使混合特征更加复杂多变。此外,不同于中低纬海域水体,普里兹湾水体在垂向上呈现热盐不稳定,且层结由盐度主导,这使得温跃层处的混合效率远低于经验值。本研究阐明了普里兹湾海域复杂动力、热力环境影响下混合的驱动机制与变异规律,强调了极区混合与中低纬混合的显著差异。该成果对南极其他海域混合研究的开展具有重要参考价值,并为进一步刻画混合在冰架-海洋相互作用、南极底层水生成过程中的作用奠定了坚实基础。
普里兹湾400米以浅混合耗散空间分布
核心PI
史久新 |
中国海洋大学
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1、2012-2021,南北极环境综合考察与评估专项“南极周边海域物理海洋和海洋气象考察:第4课题(CHINARE-01-01-04)”,主持;
2、2015/01-2019/08,重大科学研究计划(全球变化研究)项目课题“北极海冰减退引起的北极放大机理与全球气候效应 :北极海冰减退中的海洋热量储存与转换器效应(2015CB953902)”,主持;
3、2014-2018,国家自然科学基金重点项目“北极海冰与上层海洋环流耦合变化及其气候效应(41330960)”,参加;
4、2017-2021,2012-2016,南北极环境综合考察与评估专项“南极环境综合分析与评价(CHINARE2013-04-01)”,参加;
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中国海洋大学
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简介:
杨庆轩,中国海洋大学海洋与大气学院教授,博士生导师。2008年毕业于中国海洋大学物理海洋专业获博士学位,随后留校任教,担任讲师,2012年聘为副教授,2016年聘为教授。2019年获得山东省自然科学杰出青年基金。近年来主持国家自然科学基金2项、山东省自然科学杰出青年基金1项及其它国家级项目多项。
研究及招生方向:
1、海洋湍流混合研究
2、海洋中小尺度动力过程
3、机器学习在海洋研究过程中的应用
主要科研项目:
1、国家重点研发计划课题,2024YFC2816902,下放式流场剖面反演技术研究,2025/01-2027/12,80万元,主持;
2、国家自然科学基金面上项目,42376012,南海复杂地形处亚中尺度运动驱动底层混合的机制研究,2024/01-2027/12,65万元,主持;
3、国家自然科学基金面上项目,42076012,南海复杂地形处近惯性内波生成及对深层混合影响的机制研究,2021/01-2024/12,68.4万元,主持;
4、山东省自然科学基金杰出青年项目,ZR2019JQ13,南海混合,2019/01-2021/12,100万元,主持;
5、国家重点研发计划课题,2016YFC1401403,海洋上层混合过程参数化及实验验证,2016/09-2020/12,94万元,主持(校内);
6、国家自然科学基金面上项目,41576009,吕宋海峡区域中尺度涡调制跨等密度面混合的机制研究,2016/01-2019/12,81.4万元,主持;
文章信息:
上述研究成果发表于国际权威期刊《Journal of Physical Oceanography》。中国海洋大学海洋与大气学院青年讲师李家宁博士为论文第一作者,史久新教授和杨庆轩教授为论文共同通讯作者。
论文发表:
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