天津大学海洋学院研究团队在次中尺度垂向热输运研究方面取得新进展

近日，天津大学海洋科学与技术学院师生在黑潮延伸体区域次中尺度垂向热输运的研究中取得新进展。研究成果发表在海洋学主流期刊Journal of Geophysical Research: Oceans，题目为：Submesoscale vertical heat transport at the Kuroshio Extension: Characteristics and mechanisms。论文第一作者为海洋学院研究生陈阳，导师陈儒教授为通讯作者。本论文由天津大学团队与复旦大学、美国波士顿大学的研究团队合作完成。

次中尺度过程对海气相互作用、海洋上层的热收支以及物理和生物地球化学示踪剂的分布具有重要影响作用。其远大于中尺度垂向热输运，而且与海气交界面热通量的大小相当甚至更大，进而能够调制气候系统的变化。本研究基于全球超高分辨率模式（MITgcm LLC4320）研究了黑潮延伸体区域次中尺度垂向热输运的时空分布特征和生成机制。

图1黑潮延伸体区域2012年2月15日的表层相对涡度分布。

本研究发现次中尺度垂向热输运的诊断对基于空间尺度提取次中尺度过程的方法敏感：与常用的滑动平均和汉宁窗相比，巴特沃斯滤波器在波数域的截断特征使其成为适合诊断次中尺度垂向热输运的滤波器。通过因果分析发现，在与常规次中尺度生成机制相关的混合层深度、应变率、海表风应力和水平浮力梯度等基本因子中，混合层深度对次中尺度垂向热输运的季节内变化起主导作用。利用次中尺度温度方差的收支公式以及因果分析，本研究发现平流在次中尺度垂向热输运的生成过程中起着重要的调节作用。此项研究结果有助于加深对海洋次尺度过程的理解，为开发次中尺度参数化方案提供创新思路和理论基础，进而助力改进气候和地球系统模拟预测。

图2（a）有（b）无平流作用（advection）的情况下锋面倒塌时次中尺度垂向热输运（SVHT）的生成位置（a）发生（b）不发生变化的示意图。

相关论文：

Chen, Y., Chen, R., Wang, G., Ruan, X., Li, W., Geng, Q., & Wang, J. (2024). Submesoscale vertical heat transport at the Kuroshio Extension: Characteristics and mechanisms. Journal of Geophysical Research: Oceans, 129, e2023JC020612.https://doi.org/10.1029/2023JC020612