近日,在自然资源部第一海洋研究所研究员乔方利指导下,第一海洋研究所博士陈胜与瑞典乌普萨拉大学教授Anna Rutgersson、国家卫星海洋应用中心博士徐莹等通力合作,利用中法海洋卫星(CFOSAT)风、浪同步观测数据首次实现了全球海面波致应力精确计算,进而实现了风应力的反演,取得新的科学突破。相关研究成果发表于《地球物理学研究杂志—海洋》。

大气与海洋之间的应力是一个经典科学难题,其精确计算对气候变化和海洋科学研究具有重要影响。波致应力基于海浪谱计算,湍流应力基于风速根据一阶湍流闭合方程求解,两者之和即为风应力。基于此得到的风应力与观测更为吻合,但长期以来风应力计算一直未考虑波致应力的影响。

乔方利团队系统研究了海面波浪对海气界面处风应力的影响,在海洋风应力的精密计算方面取得突破。在上述理论算法基础上,新发表的论文借助CFOSAT获取的风速和海浪谱同步观测数据反演得到了全球海面波致应力。

结果显示,波致应力取决于全球的风场和波浪场分布,呈现出显著的时间和空间变化特征。此外,风浪致应力对风应力有正反馈作用,使风应力增加,且纬向平均风应力增加超过30%,而涌浪致应力对风应力存在负反馈作用,使风应力减小。

该研究在全球尺度上揭示了海面风应力受波浪调制的特征,提出了对海气相互作用新的科学认知,并为全球海面风应力的精密估算提供了新的技术途径,彰显了CFOSAT的应用价值。(记者廖洋通讯员齐敏)