标题
分享:
内容
关闭
科研进展

海洋中的镜像层

       温度和盐度是海水的两个相对独立的物理性质。然而,Chen & Geng(2019)发现,海洋不同水层温度和盐度空间平均的时间序列,在约300 m层Pearson相关系数达到最大值(>0.7)。这一温-盐空间结构最为相似的水层被称为“温-盐镜像层”。温-盐镜像层这一令人惊讶的现象是如何出现的?它背后有怎样的物理机制?

       Wang & Qiao(2020)提出,既然温-盐镜像层的主要特征是该层温度和盐度的空间结构相似,那么何不采用空间相关来直接确定镜像层?计算表明,在4套海洋数据集(WOA、EN4、Ishii、Argo)中,温度和盐度空间相关系数的最大值出现在约200 m层(图1),从而确定了新的“温-盐镜像层”。

海洋中的镜像层.png

图1. WOA、EN4、Ishii、Argo四套数据中温度(左列)和盐度(右列)在各数据集导出的镜像层上的空间分布。

       令人颇感意外的是,这样确定的温-盐镜像层与中低纬度大洋中T-S点聚图的“蜂腰”特征(温-盐散点聚集在一个狭窄的带状区域)有密切联系。也就是说,温-盐镜像层这一水平结构与温-盐点聚图中的蜂腰特征是同一现象在不同维度的表象。这是一个非常有趣的发现,它把海洋中一个新发现的物理现象与海洋中耳熟能详的常规现象联系在了一起。

       进一步研究发现,海洋中温度-深度、温度-密度、温度-浮频率等多个物理对之间也存在着镜像现象,并且这些镜像现象均与它们的垂向结构有关。例如图2中的海水温度、声速、层结三个物理量在200 m的空间相关系数都很高。

海洋中的镜像层2.png

图2. 全球海洋200m海水温度、声速、层结的空间分布。温度和声速的空间相关系数达到0.99,温度和层结的空间相关系数约为0.6。

       该研究表明,海洋中某些水平方向的物理现象,或许可以从其垂向的结构来解读。反之亦然。这为我们从不同的视角理解海洋中的物理现象提供了思路。此外,镜像层可以作为海表之外检验海洋模式结果的另一个参考面。


相关文献:

Chen G, Geng D. 2019. A “mirror layer” of temperature and salinity in the Ocean. Climate Dynamics, 52 (1-2): 1-13.

Wang G, Qiao F. 2020. Mirror patterns of physical variables in the ocean. Climate Dynamics, 54: 3109-3120.









通知公告
自然资源部海洋环境... 2020-06-02
研究助理招聘公告 2020-05-18
研究助理招聘公告 2020-04-26
短期科学家招聘公告 2020-04-26
招聘公告 2020-03-23
招聘公告 2020-03-10
招聘公告 2020-03-10
地 址:青岛市崂山区仙霞岭路6号  电 话:0532-88967468  邮 编:266000