地区：上海市 宝山区
关键词：中国海洋大学
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000004590
成果描述：
| 深海大洋不同尺度运动过程之间的能量传递不仅为深海大洋热量输送提供重要通道，也对地球系统的生物地球化学循环和水循环有重要调控作用。已有研究虽然在海洋能量传递的某些具体过程取得了一些进展，但是缺乏对整个深海能量传递及输运机制的系统研究，从而制约着对深海环流变异及大气环流调整过程的认识。针对以上问题，该项目系统阐述了能量进入上层海洋-下传深层海洋-驱动深海环流变异-反馈大气环流的物理机制，取得了以下重要科学发现：1.揭示了天气过程通过海面波浪和表面海流等过程输入到海洋中的机械能总量及其低频变率，并指出了海洋Rossby波对风场强迫的响应选择性，表明中小尺度过程对大尺度运动的重要影响，为海-气多尺度相互作用研究开辟了新方向。2.发现了风输入的能量可以穿透海洋主温跃层在1000米以下的深海激发混合，被中尺度涡捕获的亚中尺度近惯性运动是能量下传到深海的主要物理过程，解决了风能进入上层海洋后如何传递到深海这一重要科学问题。3.首次利用严格实验证明海洋不是一个“热机”，无论是风生环流还是热盐环流均受风输入海洋能量所驱动，而近百年来风场变异导致全球副热带西边界流加强并向两极扩张，引起西边界流区的“热斑”效应，从能量平衡的角度将风生和热盐环流理论框架统一起来。4.揭示了全球气候变化下深海大洋能量关键源区海洋对大气环流的调节反馈作用及机理，为研究深海大洋环流变异对气候系统影响提供了新思路。该项目系统阐明了风输入的能量向深层海洋传递的通道以及驱动大尺度环流的过程与机理，改变了海洋是“热机”的传统观点；掲示了深海大洋能量关键源区海洋对大气环流及区域气候的重要调节作用，阐明了深层海洋环流影响全球气候的海洋和大气通道，为预测未来海洋环流与气候变化提供了理论基础。该项目成果发表在海洋与气候领域国际知名期刊上，得到了国内外同行的高度评价。20篇主要论著被Nature等SCI杂志他引329次，其中8篇代表性论著SCI他引188次。特别是关于实验证明海洋不是一个“热机”受到了美国科学院院士、全球大洋环流试验首席科学家、哈佛大学Carl Wunsch教授在Nature的高度评价，认为该项成果是物理海洋研究领域2005年度最值得关注的进展；关于全球大洋副热带西边界流区的“热斑”效应发表在Nature Climate Change上，该杂志发表专门评述文章，认为该工作对于“理解气候正在如何发生变化具有重要意义”；发表在Nature Geoscience上的南大洋深层混合时空变异成果填补了深海混合时空变化研究的空白，被该领域的海洋学家迅速推广到全球尺度以及模式应用中。该项目于2015年获教育部自然科学一等奖。 |
