“海洋亚中尺度过程”课程启发式教学初探

李 成

（广东海洋大学 海洋与气象学院，广东 湛江 524088）

亚中尺度过程包括锋面、涡丝、涡旋以及内波等过 程[1-2]，它们的空间尺度为几千里到几十千里，时间尺度为几天到十几天；而小尺度过程则包括小尺度的内波以及混合等过程，它们的空间尺度仅为几米的量级。这些过程并非各自独立，而是紧密关联并相互作用的。能级串可以直观地体现它们之间的关系[3-4]。能级串分为正级串和逆级串。正级串是指能量从大尺度向小尺度传递，例如大尺度环流可以为因斜压不稳定而生成的中尺度涡提供能量，亚中尺度过程的增长又可以从中尺度涡汲取能量，而这些能量最终会被小尺度混合耗散。逆级串是指能量从小尺度向大尺度传递，例如在准地转湍流中，中尺度涡的生成发展可以从较小尺度的过程中得到能量[5-6]。在海洋中，无时无刻不在传递上述能量，体现在各海洋动力过程的生成和消亡。随着观测手段的不断进步以及数值模式的发展，人们对于物理海洋的研究也越来越深入，认识也越来越深刻。在过去几十年中，基于现场观测、卫星反演以及数值方法，学者们针对大尺度、中尺度以及小尺度过程开展了大量的研究，并取得了丰硕的成果。与之相比，对于中尺度和小尺度之间过渡的亚中尺度过程的研究一直处于空白状态[7-8]。直到近几年，随着物理海洋学的发展以及模式分辨率的提高，亚中尺度过程逐渐引起学者们的重视。

作为海洋中重要的动力过程，亚中尺度过程的研究有着重要的理论意义和实际应用价值。……