安達曼海內潮耗散和潮致混合研究取得新進展
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） 研究員彭世球研究團隊在安達曼海內潮耗散和潮致混合研究上取得了重要進展，研究成果發表在最新一期的Journal of Geophysical Research: Oceans《地球物理學研究雜志：海洋》上，合作者包括中山大學于衛東教授、廈門大學劉志宇教授等科學家和學者。
由內潮耗散引起的海水垂向混合（簡稱潮致混合）是海洋內部最重要的物理過程之一，對水團特性、海洋環流、氣候變化乃至生態環境等都有重要影響，因此在海洋環流模式中對這一過程的刻畫是否準確是影響模式對海洋環流和氣候模擬水平的關鍵之一。另一方面，潮致混合屬于微小尺度過程，無法被當前海洋環流模式的網格所分辨，因此必須在模式中對其效應進行參數化處理；而由于缺乏足夠觀測數據等原因，當前普遍使用的參數化方案（LSJ02）對潮致混合過程的刻畫存在很大不足，從而造成海洋模式較大的模擬偏差。因此如何改進潮致混合參數化方案，以提高海洋環流模式的模擬精度，是當前海洋科學研究的前沿課題之一。
對歷史資料的分析表明，安達曼海海水垂向層結非常弱，與鄰近的孟加拉灣強層結特性形成強烈對比，有學者猜測造成這一現象的原因可能是安達曼海強潮致混合所致，然而卻一直缺乏觀測資料或定量估算的支持。該研究基于較高分辨率（可分辨低模態內波）數值模擬和同時考慮局地與非局地內潮耗散的能量收支分析，首次給出了安達曼海鄰近海區的內潮耗散率及潮致混合估算值的三維空間分布（見圖1）。研究結果表明，產生于安達曼海西邊界島嶼之間的海峽通道附近的內潮傳播和耗散對整個安達曼海盆的海水跨等密度面混合起到決定性作用，導致安達曼海盆具有非常強的內潮耗散和潮致混合特征，其垂向積分的耗散率和跨等密度面的擴散分別達到 O(10？2–10 ) W m？2 and O(10？3–10？2) m2 s？1，比鄰近的孟加拉灣深海區高1-2個量級，而且與基于安達曼海溫鹽觀測資料利用細尺度參數化估算的結果基本吻合。此外，該研究還表明，當前普遍使用的LSJ02參數化方案由于只考慮了局地內潮耗散作用，對安達曼海的垂向積分內潮耗散率和潮致混合分別低估了2-4和1-2個量級，凸顯了考慮非局地內潮耗散在邊緣海（如安達曼?；蚰虾＃┑膬瘸焙纳⒑统敝禄旌蠀祷械闹匾?。
該研究成果不僅首次較準確的給出了安達曼海及鄰近海區的內潮耗散和潮致混合估算值的三維空間分布，定量闡明了安達曼海與鄰近的孟加拉灣海水垂向結構差異的根本原因，為改進當前海洋環流模式中的潮致混合參數化方案提供了科學依據和參考，因此具有重要的科學意義和應用價值。 該研究由國家自然科學基金重點項目、南方海洋科學與工程廣東省實驗室(廣州)“南海生態環境權益綜合研究”項目和人才團隊引進重大專項等共同資助完成。
相關論文信息：Peng, S., J. Liao, X. Wang, Z. Liu*, Y. Liu, Y. Zhu, B. Li, S. Khokiattiwong, and W. Yu*, 2021: Energetics Based Estimation of the Diapycnal Mixing Induced by Internal Tides in the Andaman Sea. https://doi.org/10.1029/2020JC016521
圖1 基于內潮模擬和能量收分析方法估算的內潮耗散率（a,c）與跨等密度面擴散（b,d)分別沿9.2°N （頂行）和95°E （底行）斷面的垂向分布。(b) 和 (d)中灰色線條代表值10-3 m2 s-1。
