陈子飞 于 非 , 王建丰 , 南 峰 , 任 强 , 孙 凡

(1. 中国科学院海洋研究所 青岛 266071; 2. 中国科学院大学 北京 100049; 3. 中国科学院 海洋环流与波动重点实验室青岛 266071; 4. 中国科学院海洋大科学研究中心 青岛 266071; 5. 青岛海洋科学与技术试点国家实验室 海洋动力过程与气候功能实验室 青岛 266237)

海洋中湍流混合过程控制海洋中的动量、质量以及热量的输运, 对海水的温度、盐度、营养盐等的时空分布与变化有重要的影响(Munk et al, 1998)。研究湍流混合, 能够有效量化垂向输送过程, 提高海洋和气候模式的模-拟和预测能力, 对全球气候和海洋环境及生态系统的变异具有重要的意义(Wunsch et al, 2004)。

虽然湍流混合是海洋能量从大尺度到小尺度直至耗散的串级过程中至关重要的一环(范植松, 2002),但由于湍流混合直接观测技术难度大、成本高, 很大程度限制了全球混合时空分布及机制研究。但温、盐、流水文资料不管从时间分布还是空间分布上均已有丰富的积累。目前已发展多种基于水文资料估算海洋湍流混合的方法。

Thorpe (1977)提出利用温、盐资料对水体翻转尺度进行量化, 通过翻转尺度捕捉能量级串过程, 进而估算耗散率的方法。Thompson 等(2007)通过三年的温盐资料, 基于 Thorpe 尺度方法估算 Drake 海峡1000 m 以浅的跨密度扩散率, 发现混合分布与近惯性波、中尺度涡以及双扩散活动相关。Jing 等(2010)基于 Thorpe 尺度方法估算西北太平洋跨密度混合的季节性变率, 发现受风应力影响上层海洋的跨密度混合具有明显的季节性变率, 幅度随深度增加而减小。……