››› 阐明了全球涡旋能量在波数谱空间内的收支平衡及其全球分布特征

    首次对全球涡旋动能在波数谱空间内的收支平衡及其全球分布规律进行了研究。研究发现，涡旋的正压能量转换在不同空间尺度内均表现为能量由大尺度环流向涡旋输送的特征。此外，本研究发现了中纬度海区斜压能量转换在波数空间内的偶极子分布结构，即在小于涡旋特征尺度上表现为涡动能的源而在大于涡旋特征尺度上表现为涡动能的汇，这一发现对传统的地转湍流理论提出了新的质疑。同时，我们还发现斜压能量转换在大尺度上的能量输出对维持大尺度涡旋能量平衡起到了重要的作用：涡旋运动通过斜压不稳定损失的动能大约占其通过反向动能串级得到动能的29%。

    此外，有关涡旋能量耗散的研究表明涡旋动能的耗散方式随着空间尺度的改变而发生转变：在小尺度上，通过湍流摩擦耗散；在中尺度上，通过海气相互作用耗散；在大尺度上，由压强项将能量传递至底边界层，并通过底摩擦耗散。进一步的研究发现，在波数空间内涡旋动能的源和汇存在显著的尺度差异，而中纬度海区的反向动能串级和低纬度海区的正向动能串级对平衡涡旋动能源、汇在不同空间尺度上的差异具有重要的意义。该成果对认识全球海洋涡旋能量平衡过程具有重要的意义

图  CESM模式计算的涡旋动能谱收支分析。垂向积分的（a）涡旋动能（b）平流项（c）斜压转换项（d）正压转换项（e）湍流粘性项和（f）压强梯度项。黑色实线代表涡旋特征尺度。

2019-JPO-WangSP-Eddy Energetics in Spectral Space.pdf