近日,中國(guó)海洋大學(xué)物理海洋教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王偉教授團(tuán)隊(duì)在颶風(fēng)對(duì)海洋中尺度渦旋的影響研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展,Nature Communications(《自然·通訊》)期刊以“Hurricane influence on the oceanic eddies in the Gulf Stream region”(《颶風(fēng)對(duì)灣流區(qū)域海洋渦旋的影響》)為題,對(duì)研究成果進(jìn)行了在線報(bào)道。
北大西洋灣流區(qū)域是重要的海氣相互作用區(qū),對(duì)全球氣候具有顯著影響,特別是在夏秋季節(jié),海域內(nèi)的渦旋場(chǎng)會(huì)與颶風(fēng)發(fā)生頻繁的相互作用。本研究基于對(duì)多年中尺度渦能量變化率的分析,表明颶風(fēng)通過(guò)向海洋輸入渦度來(lái)增強(qiáng)氣旋渦,但削弱反氣旋渦。這一影響不僅在颶風(fēng)與渦旋相遇后立即顯現(xiàn),而且能被生命周期長(zhǎng)、能量大的大渦旋長(zhǎng)期留存在海洋中,使渦旋年平均能量的年代際變化與颶風(fēng)強(qiáng)度高度相關(guān)(圖1)。在短短6年時(shí)間內(nèi),伴隨著颶風(fēng)強(qiáng)度的急劇增加,北大西洋灣流區(qū)域氣旋渦和反氣旋渦之間的能量差顯著增加了3倍。這些結(jié)果表明,灣流區(qū)域上空的颶風(fēng)是驅(qū)動(dòng)海洋渦旋場(chǎng)長(zhǎng)期變化的關(guān)鍵因素,他們可以通過(guò)渦旋進(jìn)一步影響海洋環(huán)流和氣候。
研究首次揭示了近幾十年來(lái)北大西洋灣流區(qū)域渦旋能量與颶風(fēng)強(qiáng)度的高度相關(guān)性,強(qiáng)調(diào)了颶風(fēng)在海洋中尺度渦的變化中的重要作用,為理解颶風(fēng)對(duì)海洋中尺度渦動(dòng)力學(xué)的影響提供了全新視角。
上述成果由物理海洋教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/未來(lái)海洋學(xué)院在讀博士生倪欣寧為第一作者,張鈺教授、王偉教授為共同通訊作者合作完成。研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金基礎(chǔ)科學(xué)中心項(xiàng)目的資助。
圖:灣流研究區(qū)域中年平均的渦旋場(chǎng)和颶風(fēng)強(qiáng)度的變化。(a)氣旋渦(藍(lán)色)和反氣旋渦(橙色)年平均能量的時(shí)間序列。(b)颶風(fēng)功率耗散指數(shù)(PDI,黑色),氣旋渦和反氣旋渦年平均能量差(藍(lán)色)及渦旋海表相對(duì)渦度(橙色)的時(shí)間序列。