陈 娟 乔梦甜 曹安州 宋金宝

风生近惯性能通量和地形粗糙度对海洋内部混合的影响*

陈 娟 乔梦甜 曹安州 宋金宝①

（浙江大学海洋学院 舟山 316021）

使用细尺度参数化方法和2015—2019年全球的Argo温盐剖面资料, 分析了风生近惯性能通量和地形粗糙度对全球海洋300—600 m深度的涡流扩散系数的影响。结果表明, 在30°—45°N区域, 月均涡流扩散系数与月平均风生近惯性能通量随时间的变化趋势较为一致, 相关系数可达0.43, 前者滞后1个月, 与后者的相关系数可达0.65, 但在其他区域二者的变化趋势相差较大; 相较于中纬度和北半球, 低纬度和南半球的地形粗糙度与扩散系数的相关关系更好。基于这些分析结果, 拟合并建立了30°—45°N区域300—600 m深度的涡流扩散系数与风生近惯性能通量和地形粗糙度的关系式。而且, 用此关系式和细尺度参数化方法计算出来的扩散系数平均量级差异为0.47, 且91%的值偏差小于一个量级。据此, 我们给出了1—12月30°—45°N太平洋区域的涡流扩散系数的网格化结果。

海洋混合; 参数化; 风生近惯性能通量; 地形粗糙度

跨等密度面湍流混合对海洋中的水体交换、背景层结的维持以及区域和全球的翻转流都有重要影响, 研究湍流混合及其参数化意义重大。在远离混合层和底边界层的海洋内部混合, 其主要机制是通过与波-波相互作用相关的小尺度能量级联引起内波破碎。研究表明, 内波场的能量来源主要是潮汐和风(Munk, 1998; Wunsch, 2004)。风驱动的混合提供了约1 TW(1 TW=1012W)的能量(Munk, 1998; Wunsch, 1998), 风产生的近惯性内波提供了0.3—1.5 TW的能量(Alford, 2001, 2003; Watanabe, 2002; Rimac, 2013), 二者对全球能量平衡均有着重要影响。……