利用浮标资料评估全球热带气旋对近惯性能量的贡献
作者:sio
时间:2023年11月13日
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近日,我所卫星海洋环境动力学国家重点实验室(SOED)海洋生态观测与模拟团队在国际知名期刊Geophysical Research Letters上发表了题为Tropical cyclones related wind power on oceanic near-inertial oscillations的研究成果。第一作者为我所博士后林生,通讯作者为王云涛研究员,共同通讯作者为厦门大学张文舟教授,合作者包括南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)倪钦彪副研究员和厦门大学柴扉教授。

风生近惯性能量是海洋混合的重要能量来源,一般认为风生近惯性能量输入集中在风暴活动剧烈的中纬度海域(30°-60°),而对低纬度风生近惯性能量的贡献很小。相比于风暴,热带气旋更容易引起剧烈的近惯性振荡。然而由于热带气旋持续时间短,在评估全球风生近惯性能量输入时往往忽视热带气旋的作用。

文章利用全球漂流浮标获得的流场数据,结合ERA5风场数据,评估了热带气旋引起的风生近惯性能量。结果显示在大部分热带气旋活跃区域,热带气旋对局地风生近惯性能量的贡献可超过40%。热带气旋引起的近惯性能量最大值出现在北半球,尤其是西北太平洋热带气旋活跃区域,其最大贡献可达90%以上。

同时,热带气旋引起的近惯性能量输入对全球风生近惯性能量的贡献也不可忽略。通过原始ERA5风场计算得到热带气旋引起的风生近惯性能量为0.028 TW, 仅占全球风生近惯性能量的8%。但对风场和采样误差进行校正后发现,热带气旋引起的风生近惯性能量能够达到0.061-0.064 TW,对全球风生近惯性能量的贡献可达16%-17%。

 

图1基于原始ERA5风场计算得到的 (a) 全球风生近惯性能量输入, (b) 剔除热带气旋影响后的风生近惯性能量输入,(c) 热带气旋引起的风生近惯性能量输入。

 

图2基于校正后的热带气旋风场计算得到的 (a) 风生近惯性能量的经向分布,黑线为不含热带气旋的结果,红线为考虑热带气旋贡献的结果,(b) 全球热带气旋额外贡献的风生近惯性能量,(c) 热带气旋相对贡献的经向分布,(d) 热带气旋对全球风生近惯性能量的相对贡献。


该研究创新性的利用全球流场观测数据,估算了热带气旋引起的风生近惯性能量输入,通过定量评估强调了其重要性,有助于更加准确的评估海洋能量输入。本研究由国家自然科学基金(42176013)、海洋二所青年英才(QNYC2202)和南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)自主科研项目(SML2021SP207)资助。


论文引用

Lin, S., Wang, Y., Zhang, W.-Z., Ni, Q.-B., Chai, F. (2023). Tropical cyclones related wind power on oceanic near-inertial oscillations. Geophysical Research Letters, 50, e2023GL105056. https://doi.org/10.1029/2023GL105056