南极普里兹湾海域湍流扩散系数估计

丁文祥,梁楚进*,廖光洪,高立宝

(1.卫星海洋环境动力学国家重点实验室,浙江 杭州 310012；2.国家海洋局 第二海洋研究所,浙江 杭州 310012；3.国家海洋局 第一海洋研究所,山东 青岛 266061)

南极普里兹湾海域湍流扩散系数估计

丁文祥1,2,梁楚进*1,2,廖光洪1,2,高立宝3

(1.卫星海洋环境动力学国家重点实验室,浙江 杭州 310012；2.国家海洋局 第二海洋研究所,浙江 杭州 310012；3.国家海洋局 第一海洋研究所,山东 青岛 266061)

基于Thorpe尺度方法,利用CTD数据,计算了南极普里兹湾海域的Thorpe尺度和湍流扩散系数,分析了观测区域(64°～69°S,66°～80°E)湍流翻转现象的强弱及分布。结果表明,在海底和地形粗糙区存在较大的Thorpe尺度(较强湍流翻转)和湍流扩散系数,湍流扩散系数最大值能达到10-2m2/s量级,比平坦开阔海洋高2～3个数量级,部分观测站位的湍流扩散系数和湍动能耗散率表现出大-小-大的垂向分布结构,总水深较深的区域尤为明显；深水区域的浮力频率在海表面到500 m层比较大,浅水区域该现象不明显；湍动能耗散率在(67.25°S,73°E)周围和经度为78°E的各站位都表现相对较大,能达到10-6w/kg量级,个别站位甚至能达到10-5w/kg量级。

普里兹湾；Thorpe尺度；湍流扩散系数; 湍动能耗散率

0 引言

早在上世纪60年代,MUNK[1]指出,为了维持深海层化结构的稳定,大洋的平均扩散系数至少需要达到10-4m2/s的量级。但在随后的观测实验中发现,在远离边界的大洋内区,其扩散系数仅为10-6～10-5m2/s量级[2-3],低于MUNK所指出的1～2个数量级。直至上世纪90年代之后,一些观测证实了强烈的跨密度混合发生在海底边界[4-6],特别是海槛、海山、海脊和海底峡谷,其扩散系数可达10-4m2/s,甚至更强。……