点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:首次发现一种大尺度湍流混合新路径
首页> 科普频道> 科普头条 > 正文

首次发现一种大尺度湍流混合新路径

来源:中国科学报2022-03-14 09:23

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  (记者廖洋通讯员王敏)近日,由中科院海洋环流与波动重点实验室领衔的一项研究基于观测和数模实验,在国际上首次揭示了存在于赤道太平洋温跃层内的一种大尺度海流能量耗散和驱动湍流混合的新路径,在气候变化认知和预测方面将产生显著影响。相关研究成果发表于《通讯—地球与环境》。

  大部分海洋动能蕴含在大、中尺度(水平尺度百公里以上)环流中,而大、中尺度环流蕴含的动能如何耗散进而驱动湍流混合目前仍不清楚。已有研究表明,水平尺度在百米到10公里范围是亚中尺度,亚中尺度不稳定过程可以作为大尺度海流向更小尺度的运动传递能量的重要媒介,其中对称不稳定是可有效实现该能量正向级串的一个重要途径。对称不稳定过程通常被认为发生在海表面或地形边界附近,因为在这两种区域风应力和地形摩擦作用可提供其所需的反气旋式位涡。

  论文第一兼共同通讯作者、中科院海洋研究所周慧博士告诉《中国科学报》,这项新研究发现了一种不同于传统认知的能量耗散新路径,即存在于赤道海洋温跃层内、远离了海面或地形边界区域的对称不稳定过程诱发的强湍流混合现象。该发现基于2017年国家自然科学基金委西太平洋开放共享航次在西太平洋130oE断面北赤道流与北赤道逆流交汇区获取的上500米微尺度湍流观测,并利用高分辨率数值模式成功再现了观测结果。

  周慧表示,新发现的这一大尺度能量耗散混合的机制在于,2017年拉尼娜期间,新几内亚沿岸潜流的增强导致其携带更多的次表层南太平洋负位涡水跨过赤道后,进一步被较强的哈目黑拉涡携带到达5oN附近的北赤道逆流区,在此处较强的垂向地转剪切作用下,产生对称不稳定诱发湍流混合。该成果也是大尺度环流—中尺度涡旋—亚中尺度过程—小尺度湍流之间能量级串的一个典型例证。美国布朗大学教授Baylor Fox-Kemper在评审意见中认为,这个发现非常新颖且有很大的应用价值,特别是对粗分辨率气候模式模拟具有重要参考价值。

  尽管该发现是基于在赤道西太平洋区域的湍流观测并利用高分辨数值模式在该区域进行了成功再现,但周慧等认为,有理由推测这一能量耗散路径普遍存在于地球上其他赤道海洋区域。

  鉴于赤道海洋占据海洋很大面积且在气候变化中起着举足轻重的作用,该发现对人们理解气候变化并对其进行准确预测具有重要参考价值。同时,这一过程与海洋在不同厄尔尼诺状态有紧密联系,将有助于进一步理解厄尔尼诺现象。该成果也是观测驱动认知的典型代表,体现了海洋观测对于拓宽人们对海洋动力过程的认知起着重要作用。

[ 责编:武玥彤 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 海南自由贸易港正式启动全岛封关

  • 在杭州,路过“树”的浪漫

独家策划

推荐阅读
中国科学技术大学教授潘建伟、张强等组成的研究团队与济南量子技术研究院、中国科学院半导体研究所等单位合作,通过混合集成分布式反馈激光器与薄膜铌酸锂光子芯片,成功实现了电泵浦片上集成的高亮度偏振量子纠缠光源,向集成化量子信息处理迈出重要一步。
2025-12-18 10:02
肺鱼,一种可以“绝境求生”的神奇生物,部分种类能在缺水时躲入泥中使用肺呼吸,直到雨季才复苏。借助高精度CT扫描与三维重建技术,乔妥、崔心东与团队其他成员对云南古嵴鱼展开了细致的关键形态特征观察。
2025-12-18 10:00
气温下降容易影响呼吸系统和循环系统。
2025-12-18 09:59
在这些应用成果中,人工智能大模型赋予机器人“大脑”,具身智能赋予机器人“小脑”与“四肢”,让它们学会像人一样思考和行动。蒸汽机延伸了人类的体能,计算机延伸了人类的智能,具身智能意味着一个“人机共生”的新纪元——机器人不再是冷冰冰的机器,而是生产生活中的得力伙伴。
2025-12-18 09:50
其中,“泛在操作系统”“高性能制造”“深部固体资源流态化开采”“超级微创手术”4项体系化新名词,均为我国科学家率先提出。超级微创手术经由自然腔道、隧道、穿刺通道、多腔隙通道,构建起覆盖全器官系统的技术体系。
2025-12-18 09:49
当晨曦穿透亚马孙雨林的薄雾,一组由废旧手机改装的声学传感器正竖起“耳朵”,人工智能(AI)模型在毫秒间分辨出三公里外链锯切割树干的异常声响。这一由AI编织的生态防护网络,正以超越人类感知的速度与精度,重构全球生态环境保护的技术版图。
2025-12-18 09:46
近期,一款名为重力眼罩的产品在各大电商平台迅速走红,成为众多消费者追捧的“助眠神器”。在首都医科大学附属北京世纪坛医院眼科主任医师解晓斌看来,商家宣传的“精准按压穴位”大多是营销话术,重力眼罩的助眠原理并非穴位按压。
2025-12-17 09:45
我1999年从海外回国,26年来,有两个梦日夜萦绕在脑海:一是作为一名物理学者征服世界级难题的“量子梦”,二是作为高等教育工作者为祖国培养一流人才、抢占科技高地的“强国梦”。
2025-12-17 09:40
2022年,我全职加入清华大学,建立求真书院,立志在中国本土培养更多数学人才。 展望“十五五”,国际形势风云激荡,我们要以高瞻远瞩的战略定力,在中国本土培育一批有能力、有魄力、敢于挑战前沿的年轻领军学者。
2025-12-17 09:39
《2022版中国科普期刊概览与目录》为科普成果认定提供了统一标尺。
2025-12-17 09:43
“不断地优化和发展新的专业结构,这是高校本身要做的。”北京林业大学校长李召虎表示,在高等教育不断发展的进程中,满足并引领社会发展是核心逻辑。
2025-12-17 09:23
题:抗流感、重养生,巧用中医方法安度寒冬 齐文升说,此时应尽量早睡晚起;饮食应减少生冷寒凉之物,适当食用牛羊肉、桂圆、核桃等温补食材,怕上火可适当添加银耳、百合或山药。
2025-12-17 09:46
长途出行,电动汽车、充电桩随处可见;冬天取暖,不再以烧煤为主,而转为电采暖……今天,我们身边用能电气化的场景愈发常见。
2025-12-16 10:13
记者从2026中国信通院深度观察报告会上获悉:“十四五”时期,我国6G发展处于愿景需求定义清晰、技术突破初见成效、标准研究全面启动的关键阶段。
2025-12-16 10:06
相较西方国家而言,中国现代科研体系起步较晚,直至改革开放后才重建硕博制度,科研力量逐步壮大。(作者系中国科学院院士,本报记者冯丽妃据其在新疆科普专家报告团活动中的发言整理)  《中国科学报》 (2025-12-16 第1版 要闻)
2025-12-16 10:02
种子休眠是指种子在适宜发芽的条件下仍“按兵不动”,直到环境真正安全才“启动”发芽,是农作物在驯化过程中被深刻改造的关键性状之一。研究发现,一个名为MKK3的基因通过“拷贝数+激酶活性”双轮驱动,塑造了大麦在全球不同气候区的休眠节律。
2025-12-16 09:58
区块链、云计算等技术的应用,正推动畜牧业形成从养殖到消费的全程数字化溯源体系,提升整体协同效率,创造产业协同新价值。推动数字技术与畜牧业深度融合,有赖于构建多方参与、协同推进的长效机制。
2025-12-16 09:55
作为国际上首个建成的新一代超大规模、超高精度的中微子实验装置,这里吸引着全世界的目光。细数这一年,更多创新成果从“实验室”走向“生产线”并落地应用场景,创新“势能”向经济“动能”不断转化。
2025-12-16 09:52
深海、极地,这两个词给普通人带来的是神秘又浪漫的感觉。但对于一线科研人员来说,却意味着枯燥与艰辛:在狭小的潜水器球舱里工作9个小时,为了工作甚至不敢多喝水;在零下十几摄氏度的后甲板上作业,海风吹在脸上如刀割般疼痛;在高达13级的风暴中,晕船到无法站立……
2025-12-15 09:56
12月12日中午,在北京中国科学院国家天文台会议室内,研究员刘继峰、王亚楠与中国科学院大学副教授黄样、华中科技大学教授雷卫华等正在聚焦1.2亿光年外的一场“宇宙风暴”—— 一颗恒星被超大质量黑洞撕裂,残骸形成炽热的吸积盘,并驱动喷流同步摆动。
2025-12-15 09:53
加载更多