发布日期:2026-04-14
近日,国产自拍 在全球海洋多尺度动力过程研究方面取得重要进展。相关成果发表于国际综合性学术期刊Science Advances,论文题为Satellite altimetry reveals spatially nonlocal kinetic energy cascade in the global ocean。论文第一作者为国产自拍 自主培养的海洋科学专业本科生、硕士生苏鑫,国产自拍 陈儒教授为通讯作者。该研究由国产自拍 联合中国海洋大学、加州大学洛杉矶分校和复旦大学合作完成。
海洋中不同空间尺度的运动之间存在复杂的能量传递过程。传统观点通常认为,较大空间尺度的海洋运动蕴含的动能会传递给局地小尺度运动。然而,该研究表明,在波数域中,全球海洋表层动能串级并不总是局地闭合,而是普遍呈现显著的空间非局地性:大尺度流动释放或获得的动能不会完全转化为局地小尺度动能,其中一部分能量可经由剩余动能库在空间上重新分配到其他区域。

图1 非局地能量串级示意图。(A) 空间非局地动能串级;(B) 陈儒等(2014)提出的非局地涡流相互作用;(C) 局地涡流相互作用。该图说明本研究提出的波数域动能串级的空间非局地概念是对非局地涡流相互作用思想的推广。
研究创新性地建立了一个波数域动能串级诊断框架。该框架能够在波数域中更完整地刻画不同尺度运动之间的动能传递关系,并揭示剩余动能库在空间非局地串级中的关键作用。研究利用24年卫星高度计资料,从观测上首次证实了全球海洋从中尺度到大尺度的动能串级广泛存在空间非局地性,并进一步结合数值模式分析证实了这一过程的稳健性与普遍性。该发现有助于加深对海洋能量串级过程的认识,也对理解涡旋丰富海区的动力学行为,以及发展更合理的海洋环流与气候模式参数化方案具有重要意义。

图2 全球海洋动能串级不平衡的区域特征与空间分布。(A–F) 黑潮延伸体、副热带环流、湾流及南大洋不同子区域中跨尺度动能传递的波数域特征;(G) 3°分离尺度下动能串级不平衡项的空间分布,显示黑潮延伸体、湾流等高能区存在显著空间非局地动能串级。
该成果体现了国产自拍 在海洋多尺度动力学、海洋能量学及卫星海洋学等方向的持续积累,也彰显了学院在海洋科学人才自主培养方面取得的积极成效。
相关论文:
X. Su, R. Chen, Q. Geng, Z. Zhang, A. Stewart, G. Wang, Satellite altimetry reveals spatially nonlocal kinetic energy cascade in the global ocean. Sci. Adv. 12, eadz0593 (2026).