跨等密度面湍流混合过程会影响营养物质、污染物的垂向输运，进而影响初级生产力（Gargett和Marra，2002）；同时还会调制热量和二氧化碳的输送（Sarmiento和Toggweiler，1984；Gregory，2000）。位于北大西洋的马尾藻海作为海洋生物栖息地，以其极高的初级生产力和丰富的生物多样性而闻名。同时，该海域常年存在北大西洋副热带模态水，后者也会通过不同时间尺度上的多种机制在海洋的二氧化碳吸收（Takahashi等，2009）以及营养物质循环（Oka等，2015）等过程中扮演重要角色。而跨等密度面湍流混合可以通过“生物泵”作用（Gargett和Marra，2002）、或者通过调制模态水的分布和厚度（Billheimer和Talley，2013），从而影响海洋的初级生产力、二氧化碳吸收和海-气间热量交换。因此，研究马尾藻海区域的跨等密度面湍流混合对于预测全球变暖背景下气候和生态系统的变化响应具有重要意义。
已有模式模拟（Matear和Hirst，2003）和观测分析（Stevens等，2020；Talley等，2016）发现，全球变暖会导致海洋上层层结增强。由于层结会抑制湍流的来源——不稳定性过程，前人通常将全球变暖导致的层结增强等价于跨等密度面湍流混合的减弱。但是，层结并非影响跨等密度面混合的唯一因素。在大洋内部，风生近惯性内波和内潮为跨等密度面湍流混合提供了绝大部分的能量（Wunsch和Ferrari，2004）。已有研究表明，海表面风场会在全球变暖下产生显著变化（Xie等人，2010），因此风驱动的近惯性内波也极有可能产生响应。本文利用细尺度参数化算法（Polzin等2014）分析了百慕大海洋研究院（Bermuda Institute of Ocean Science）于1994到2019年间在北大西洋马尾藻海开展的长时序观测研究（Bermuda-Atlantic Time-series Study）数据。通过构建马尾藻海永久性温跃层内的湍动能耗散率时间序列，本文发现了跨等密度面混合存在一低频的增强趋势，并探讨了该低频趋势的控制因素。
关键字
跨等密度面湍流混合,全球变暖,低频变异
报告人
李卓然
中国海洋大学
稿件作者
李卓然中国海洋大学
荆钊中国海洋大学；青岛海洋科学与技术国家试点实验室；Texas A&M University International Laboratory for High-Resolution Earth System Prediction
吴立新中国海洋大学；青岛海洋科学与技术国家试点实验室
RodneyJohnsonBermuda Institute of Ocean Sciences
宋卓中国海洋大学；青岛海洋科学与技术国家试点实验室
陈朝晖中国海洋大学；青岛海洋科学与技术国家试点实验室
甘波澜中国海洋大学；青岛海洋科学与技术国家试点实验室
马晓慧中国海洋大学；青岛海洋科学与技术国家试点实验室；Texas A&M University International Laboratory for High-Resolution Earth System Prediction
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