一、年度工作进展
1、项目实施方案执行情况
本年度项目组有序开展观测和研究工作:搭载共享航次开展了九州帕劳海岭亚中尺度过程潜标嵌套式组网观测与走航精细化断面观测;同时配置MITgcm南海深海亚中尺度模型为下一步西北太平洋深海亚中尺度模拟做准备。
2、与西太计划其他项目的交流合作情况:无
3、获得数据及其在项目研究中的意义
2021年9月-10月开展了九州帕劳海岭东部亚中尺度过程潜标嵌套式组网观测与走航精细化断面观测:由5套潜标构成的深海十字型亚中尺度潜标阵,水平分辨率高达2公里,可获取近底700米水柱内的温、盐、流长期观测数据;另在该潜标阵东侧6 km和18 km配置两套深海观测潜标,提供中尺度背景场。这将为阐明深海复杂地形下亚中尺度过程生成与能量级联机理、建立深海复杂地形亚中尺度过程参数化理论与方法提供数据保障。
二、 年度研究成果
1、取得科学认识及其意义
成果1:在南海首次观测发现了亚中尺度相干涡旋,揭示了其动力学特征和动量平衡(梯度风平衡),并指出其主要由强流(黑潮、中尺度涡等)和地形相互作用产生。该成果为研究西太平洋深海复杂地形亚中尺度过程奠定了基础。
成果2:首次揭示了南海东北部亚中尺度动能的气候态季节变化特征(“陡峰缓谷”的不对称年周期季节变化、随深度衰减但在300米深度仍显著)及其调控机制(锋生调控下的混合层斜压不稳定生成机制)。该成果为研究亚中尺度参数化方案奠定了基础。
成果3:基于潜标观测量化了南海不同尺度动力过程(中尺度过程、亚中尺度过程、全日内潮、半日内潮和高频内波)对海面动力高度的贡献,指出尽管冬季亚中尺度信号增强,但其贡献仍小于内潮和高频内波之和。这表明未来运用SWOT数据研究亚中尺度过程,如何剔除非平稳内波信号将是一大挑战。
成果4:探明了绕极深层水(LCDW)进入菲律宾海的主要路径及其在各海盆的分布情况,指出1990年以来菲律宾海深层的减盐、升温趋势与进入菲律宾海的绕极深层水的减少有关。该成果有助于提升对西北太平洋深层环流的认知水平,为开展该海域深海亚中尺度数值模拟时背景场的选取提供了重要参考。
2、对解决西太计划关键科学问题的贡献
项目组聚焦亚中尺度过程,并同步探究深海复杂地形区深海环流、内波等过程,为开展亚中尺度与这些过程的耦合研究、提升西太平洋复杂地形下海洋多尺度相互作用与能量级联认知水平奠定基础,支撑重大计划中“西太平洋复杂地形对海洋动力过程和气候系统的影响”这一关键科学问题。
3、成果列表
Zhang, J., Z. Zhang, B. Qiu, X. Zhang, H. Sasaki, W. Zhao, and J. Tian, 2021: Seasonal Modulation of Submesoscale Kinetic Energy in the Upper Ocean of the Northeastern South China Sea. J. Geophys. Res. Oceans, 126, e2021JC017695.
Miao, M., Z. Zhang, B. Qiu, Z. Liu, X. Zhang, C. Zhou, S. Guan, X. Huang, W. Zhao, and J. Tian, 2021: On Contributions of Multiscale Dynamic Processes to the Steric Height in the Northeastern South China Sea as Revealed by Moored Observations. Geophys. Res. Lett., 48, e2021GL093829.
Tian, Z., C. Zhou, X. Xiao, T. Wang, T. Qu, Q. Yang, W. Zhao, and J. Tian, 2021: Water‐Mass Properties and Circulation in the Deep and Abyssal Philippine Sea. J. Geophys. Res. Oceans, 126, e2020JC016994.
Yang, Y., X. Huang, W. Zhao, C. Zhou, S. Huang, Z. Zhang, and J. Tian, 2021: Internal Solitary Waves in the Andaman Sea Revealed by Long-term Mooring Observations. J. Phys. Oceanogr., doi:10.1175/jpo-d-20-0310.1.