Only Perception: 科學家揭露洋流具有「條紋」

2008-04-27

科學家揭露洋流具有「條紋」

Scientists reveal presence of ocean current 'stripes'
http://www.physorg.com/news128337250.html
http://scrippsnews.ucsd.edu/Releases/?releaseID=902

April 25, 2008

一個由 Peter Niiler（美國 Scripps Institution of Oceanography 的物理海洋學家）與 Nikolai Maximenko（夏威夷大學 International Pacific Research Center 的研究員）所領導的國際性科學家合作，偵測到洋流的交叉模式（crisscrossing patterns）在世界各地的海洋奔流。這項新資料將大大幫助科學家改善高解析度模型，那有助於了解氣候與海洋生態系統的趨勢。

這些穩定模式，被稱為「條紋（striations）」，的基本特性經由 Niiler、Maximenko 等人所完成之數篇研究論文的路線，緩慢地被揭露出來。Maximenko, Niiler 等人所完成的一項分析出現在今日的 Geophysical Research Letters 期刊上，對於這些在東太平洋中的條紋模式產生迄今最清楚的表述，並揭露這些複雜的洋流模式從表面延伸至少到 700 公尺深的海面下。全世界類似複雜模式的發現，預期會從未來的研究中浮現。

Niiler 對這個由 Global Drifter Program 所完成的，超過 20 年的長期且廣泛的洋流測量表示讚揚。該計畫現在是一個超過 1300 個由他所設計的漂流浮標所構成的網路，由 NOAA 所管轄。Niiler 補充道，加州大學對科學家提供長期支持的先見之明對於這項發現十分關鍵。

在部份的南海中，這些條紋 -- 亦稱為洋鋒（ocean fronts）-- 產生向東與向西交替的環流加速，而且它們有部份幾乎會繞南極洲一圈。這些條紋亦描繪出二氧化碳攝取量最大的海洋區域。在大西洋，這些洋流承擔了與亞速爾（Azores）洋流的強烈關連，水順著它從北大西洋環流流向南方目前正在減少。在條紋與較大規模洋流模式之間，關聯性的高空間解析度觀看，能改善海洋溫度與颶風路徑的預測。

除此之外，這些條紋被連結到生態系統的改善，例如加州與祕魯--智利洋流系統。離開加州，這些條紋被連接到加州洋流的穩定東西方向取代，或迂迴曲折的前進（meanders）。加州洋流是一條主要的洋流，從華盛頓州與奧勒岡州的邊緣流向南方的下加州（Baja California）尖端。這些條紋幾乎與加州洋流垂直，並往西南方延伸到夏威夷群島。

Niiler 說，有些科學家已為海洋中存在的條紋提出理論。他是第一個早在 1965 年就把這種理論給公式化的人，當時他還是哈佛大學的博士後研究者。Niiler 的理論今日是這樣：在北太平洋東方這些不變的條紋，是由加州洋流系統內打轉旋渦的角動量所引起。

這份新海洋環流圖是結合漂流物與衛星測量所產生，最終將能成為判斷由氣候與海洋生態系統模型（洋流模擬的一種主要缺陷）所描繪之環流模式準確性的衡量標準，並在氣候與生態系統管理中，產生在本質上更可靠的預測結果。例如，Niiler 提到，現在有大量電腦模型能夠模擬赤道附近的洋流，不過卻無法精確地模擬加州洋流曲折的流動，以及從它散發出來的條紋。

"我認為這項研究代表著海洋塑模中下一項挑戰，" Niiler 說。"我盼望著那一天的到來，那時我們能與所有的氣候與生態模型，正確地描繪絕大多數的海洋環流系統。"

Maximenko 表示，在沒有使用來自於漂流物與衛星資料的情況下，將無法清楚地解析這些微妙的條紋。

"我們的發現相當驚人，當我們第一次將提案送交 NSF 時，很悲慘地失敗了，因為大部分的審核者說：'你無法研究不存在的東西，' " Maximenko 說。"這些條紋如同鬼魂。為了看見它們，需要一個相信它們的人。無疑地，配備著我們的暗示，科學家將開始發現全世界各地各種類型的條紋。"

Maximenko, Niiler 與他們的國際性同事，現正撰寫一系列論文，揭露這種交叉模式的新細節以及它們與洋流，例如黑潮（Kuroshio，那在靠近日本的西太平洋水域流動），之間的束縛，

※ 有人說這會在洋流研究中掀起一波浪潮。

＊ Stationary mesoscale jet-like features in the ocean
http://www.agu.org/pubs/crossref/2008/2008GL033267.shtml