研究團隊發現反氣旋渦也會造成海表降溫
近日，中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋環境國家重點實驗室（LTO）在海洋中尺度渦對障礙層及海表溫度的影響方面的研究工作取得新進展，相關成果以何慶友為第一作者、詹海剛為通訊作者發表于《Journal of Geophysical Research: Oceans》。
中尺度渦是海洋中半徑為幾十至幾百公里的旋轉流體。北半球順時針旋轉的渦旋稱為反氣旋渦（逆時針旋轉則稱為氣旋渦）。反氣旋渦內近表層海水輻聚下沉而具有較高的海表溫度，因此也常被稱為“暖渦”。這些渦旋會促進海氣熱量和水汽的交換，有利于云和降水的形成，對局地海洋環境變化和海氣相互作用過程有重要影響。
然而，研究團隊在分析孟加拉灣中尺度渦特征的過程中發現，該海域反氣旋渦內海表溫度在冬季的時候明顯度低于周圍水體（平均約0.7℃）（圖1）。其原因主要在于，孟加拉灣近表層海水鹽度較低，鹽度的垂向變化在海水層化中起主要作用。反氣旋渦內輻聚過程使表層暖水下沉（同溫層加深）的同時，近表層淡水的聚集使混合層變淺。因此，混合層以下、同溫層以上的障礙層厚度增加（約50%，達近50米）（圖2）。該障礙層會阻礙熱量的垂向傳輸，在冬季海表失熱的情況下，渦內變淺的混合層使海表溫度降幅大于周圍水體。這一過程會抑制海氣熱量和水汽交換，同時將熱量存儲于障礙層內（出現高達1.1℃的次表層逆溫現象），利于春季海表的迅速增溫。該現象可能普遍存在于冬季海表鹽度較低的海域。研究結果可為更準確地評估中尺度渦在調節海氣相互作用過程中的貢獻以及改進海氣耦合模式提供參考依據。
該研究由國家自然科學基金項目與中國科學院項目等共同資助完成。
相關論文信息： He, Q., H. Zhan*, and S. Cai (2020), Anticyclonic Eddies Enhance the Winter Barrier Layer and Surface Cooling in the Bay of Bengal, Journal of Geophysical Research: Ocean, 125(10), https://doi.org/10.1029/2020JC016524.
圖1. 冬季孟加拉灣中尺度渦內平均垂向溫度、鹽度和密度東西剖面
圖2. 冬季孟加拉灣中尺度渦影響上層海洋層化結構及海氣相互作用示意圖。圖中左側為氣旋渦（Cyclonic eddy），右側為反氣旋渦（anticyclonic eddy）；Div.：海表輻散，Conv.：海表輻聚，Evap.：蒸發，MLD：混合層深度，ILD：同溫層深度，BLT: 障礙層厚度；青色代表冷而淡的近表層海水，品紅色代表障礙層內暖水，藍色代表深層冷水
