浪致混合对亚热带冬季海洋混合强度的影响

作     者：陈思宇 乔方利 黄传江 宋振亚 Chen Siyu;Qiao Fangli;Huang Chuanjiang;Song Zhenya

作者机构：中国海洋大学海洋与大气学院山东青岛266100 自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 青岛海洋科学与技术试点国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室山东青岛266237 自然资源部海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东青岛266061 

出 版 物：《海洋学报》 (Acta Oceanologica Sinica)

年 卷 期：2020年第42卷第5期

页      面：22-30页

核心收录：

学科分类：07[理学] 0707[理学-海洋科学] 

基　　金：国家自然科学基金(41821004,U1606405) 国家重点研发计划(2016YFC1401403) 中国-东盟海上合作基金项目“东南亚海洋环境预报与灾害预警系统建设” 

主　　题：混合强度 浪致混合 数值模式 冬季 亚热带 

摘      要：上层海洋在全球气候系统中起着至关重要的作用。对上层海洋层结及混合的模拟偏差一直是海洋和气候数值模式发展中悬而未决的问题。本文首先评估了CMIP5中45个模式对上层海洋层结模拟的偏差,确认了冬季亚热带地区海洋模式垂向混合偏强。随后,基于自然资源部第一海洋研究所地球系统模式(FIO-ESM v1.0),分别开展了1986-2005年期间包含和关闭海浪垂向混合情况下的数值实验,分析浪致混合对亚热带冬季海洋混合强度模拟的影响及机制。发现浪致混合使得气候模式中亚热带海域冬季的海洋层结增强,增强的层结使上层海洋更加稳定。首次揭示了增加浪致混合反而降低了海洋总体的垂向混合率:浪致混合使北半球冬季亚热带海域混合率从无浪实验的227 cm^2/s降低到有浪实验的178 cm^2/s,降低了21.6%;南半球冬季亚热带海域混合率从无浪实验的189 cm^2/s降低到有浪实验的165 cm^2/s,降低了12.7%。进一步分析发现,浪致混合主要是通过增加冬季亚热带海域上层海洋的热含量从而强化了海洋的层结,最终改善了气候模式对上层海洋混合的模拟。