第七届青年地学论坛

    双扩散对流作为非机械驱动的流体混合，是一种广泛存在于海洋、地幔、行星等领域中的自然现象。双扩散现象包含盐指（Salt-fingers）和扩散对流（Diffusive Convection）两种形式，当高温高盐水处于低温低盐水之上，两层水体间形成盐指；反之，便形成扩散对流。双扩散现象的主要水文特征表现为垂向上的温盐台阶结构，即温度和盐度垂向廓线由一系列的薄的高温度和盐度梯度的扩散界面层和相对较厚的对流混合层交替组成。海洋现场调查发现，全球约14%的海域均存在扩散对流现象，主要发生于高纬度极地海域，如北冰洋和南大洋等，以及鄂霍次克海、阿拉斯加湾等海域。
    扩散对流现象与全球气候变化直接相关。以北冰洋为例，据美国环境保护署报道，2012年9北极冰层覆盖仅有130万平方公里，比1979至2000年9月间的平均值降低了49%。海冰的减少使得阳光反照率减小，从而造成海洋水体吸收更多的太阳能而加剧了地球变暖。大量海洋观测研究表明，大西洋中层高盐暖水通过夫拉姆海峡进入北冰洋次表层，与北冰洋表层低温低盐水一起刚好形成扩散对流发生的背景水文条件，从而使得在北冰洋温跃层附近存在着持续的、横跨海盆尺度的扩散对流温盐台阶结构。Turner分析指出，如果次表层的高温高盐大西洋水的热盐量全部传输到北冰洋上层的话，北极海冰4年内便可能全部融化。由于扩散对流台阶是处于高温高盐大西洋水和接近海冰的低盐水团之间，因此，准确量化扩散对流热输运的基本规律，是理解极地海冰变化的基础。

双扩散对流，,海洋湍流