[张贴报告]海浪飞沫对南大洋大尺度气候特征的影响

海浪飞沫对南大洋大尺度气候特征的影响
编号：3939 稿件编号：2308 访问权限：私有 更新：2023-04-21 00:49:56 浏览：245次 张贴报告

报告开始：2023年05月07日 08:49 （Asia/Shanghai）

报告时间：1min

所在会议：[SP] 张贴报告专场 » [SP-6-1] 6、海洋地球科学

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摘要
海浪破碎产生的飞沫对海气界面热量和质量交换有重要影响。在表层风场的作用下，海浪获得风输入的动量不断成长直至破碎。水滴从海洋进入大气中，形成海洋飞沫。飞沫促进了海面蒸发和海气之间的感热交换。观测表明，当海表面风速大于10米/秒时，飞沫对海气界面热通量的作用不可被忽略。
本研究创新性地将小尺度海浪飞沫过程引入到气候模式中，并揭示了其对气候系统的影响。与海浪相关的小尺度过程在模式中常常被忽略，且因全物理过程的飞沫通量计算方案复杂而计算耗时，目前国内外气候模式中尚未考虑海浪飞沫的作用。本研究尝试在气候模式FIO-ESM v2.0中引入了飞沫致感热和潜热的快速算法方案，考虑飞沫对潜热和感热通量的作用。研究发现飞沫对南大洋大尺度气候特征有重要影响（图1）。飞沫促进了南大洋潜热蒸发过程及海气之间的感热交换，引起海表温度降低，表层风速增强。同时，飞沫改变大气中的水汽含量，低层大气相对湿度增加，低云云量增加，有效遮挡了海表入射短波辐射，且长波逆辐射增强，对南大洋及全球的辐射平衡产生了重要影响。
目前，气候模式对南大洋的模拟仍存在一些共性偏差，如海表温度模拟偏暖，云量偏少而导致入射辐射偏强等。基于36个CMIP6气候模式历史实验结果发现，多模式平均的海表面温度相对于OISSTv2观测资料在南大洋一致偏暖，部分海域暖偏差达到3℃以上。当考虑飞沫对热通量的作用，海表面温度显著降低，南大洋45º-60ºS区域平均的海表面温度降低1.3℃，对海表面温度模拟偏暖的误差有明显改进。同时，飞沫作用使南大洋云量增加，考虑飞沫的作用后总云量更接近于观测。通过在气候模式中引入海浪飞沫对热通量的作用，加深了对海气耦合系统的认识，为更准确开展气候模拟和预测提供了新的契机。
 
关键字
海浪飞沫；南大洋；热通量
报告人
宋亚娟
自然资源部第一海洋研究所

稿件作者
宋亚娟 自然资源部第一海洋研究所
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