A R P | 聯系我們 | 網站地圖 | English| 中國科學院
新聞動態
圖片新聞
綜合新聞
學術交流
科研動態
通知通告
所務公開
學術活動
郵箱登陸
用戶名:
密  碼:
 
 您現在的位置:首頁 > 新聞動態 > 科研動態
熱帶海洋環境國家重點實驗室在海洋擴散理論上取得重要突破
2019-04-18 | 編輯:LTO | 【  】【打印】【關閉

  近日,中科院南海所熱帶海洋環境國家重點實驗室(LTO)彭世球研究員團隊的錢鈺坤博士在有關海洋擴散理論上取得重要突破,即首次將拉格朗日擴散和有效擴散在理論上完美地統一起來。相關成果已在線發表于物理海洋領域頂級專業期刊Journal of Physical Oceanography上。 

  不可逆混合擴散是引起海洋水團變性、維持大洋經向翻轉流的關鍵物理過程,對海洋環流模式的模擬和預測水平有重要影響。盡管當前有許多不同的渦擴散定義和診斷方法,但不同方法所得結果不僅在大小和空間分布上有較大差異,也無法反映局地的、瞬時的、不可逆混合過程,導致基于這些定義的混合參數化方案給海洋環流模式帶來很大的不確定性(誤差)。尤其是,對拉格朗日擴散和有效擴散這兩種基本定義的本質區別與內在關聯性一直以來模糊不清;盡管有學者作了很多嘗試,仍然沒有將這兩者的關系從理論上闡明清楚。

  針對這一長期困擾物理海洋學界的國際難題,彭世球研究員團隊創造性地在“等值線”坐標空間框架下提出一種新的拉格朗日擴散系數定義,即用等值線距離代替傳統的空間距離衡量粒子的頻散程度;在新的定義下,拉格朗日擴散和有效擴散一樣,反映的是不可逆的混合過程,并且在沒有分子擴散的理想情況下,兩者都嚴格等于零。該研究成果首次將拉格朗日擴散和有效擴散兩種定義在理論上嚴格而巧妙的統一起來,并澄清目前物理海洋界在對這兩種定義理解和認識上的誤區。另外,由于新定義可以將拉格朗日擴散與分子擴散聯系起來,能清楚地反映渦旋引起的不可逆混合過程以及給出局地、瞬時、不可逆的擴散分布,克服了其他混合診斷量的不足,因此為不可逆混合的參數化提供了基礎理論依據,對提高當前海洋環流模式的模擬和預報水平具有重要科學意義和應用價值。該研究成果因此受到兩位匿名審稿專家的高度評價和肯定,認為是對該領域的一個新突破和重要貢獻 

  該研究由國家自然科學基金(包括創新群體、青年和面上項目)、廣東省科技項目、廣州市科技項目等共同資助完成。 

1.利用MITgcm模擬的(a)1(初始態)(c)350天和(d)700天在x-y坐標空間下的示蹤物分布,以及(b)對應于第1天在變換后的X-Y坐標(即“等值線”坐標)空間下的示蹤物分布。圖中黑色實線表示值為2.6的示蹤物等值線,黑色圓點表示某一拉格朗日粒子的瞬時位置。

  2.(上)有效擴散和(下)拉格朗日擴散在基于等值線的坐標空間中的演變情況,可以看到兩者在形態和量值上都非常相似。 




























 
Copyright 1996 - 2009 All Rights Reserved 中國科學院南海海洋研究所 版權所有
主辦:中國科學院南海海洋研究所辦公室 地址:廣州市海珠區新港西路164號 郵編:510301
Email:[email protected] 電話:020-84452227(所辦)傳真:020-84451672
備案序號:粵ICP備05007992號
浙江20选5测