近日獲悉,中國科學院南海海洋研究所唐群署等利用反射地震觀測到的數(shù)據(jù),并集合遙感衛(wèi)星-物理海洋現(xiàn)場觀測資料,在南海北部觀測和捕捉到內(nèi)孤立波,并在阿拉斯加灣探測到海表渦旋細結構。這是首次利用反射地震觀測海洋內(nèi)孤立波,也是首次全新嘗試利用該方法深入研究海表中尺度反氣旋渦,相關成果發(fā)表在Nature Publication Group (NPG)旗下期刊Scientific Reports 和Journal of Geophysics Research-Oceans 上。
據(jù)介紹,2012年6月,研究人員依托實驗2號科考平臺,在南海北部組織開展了國內(nèi)首次地震-物理海洋聯(lián)合觀測,捕捉到了一前一后兩個海洋內(nèi)孤立波,進而從地震資料中提取內(nèi)孤立波傳播速度、振幅、波形、垂向速度等參數(shù)。結合衛(wèi)星資料和現(xiàn)場水文資料,進行觀測資料與模式之間的相互印證和對比(圖1),充分展示了地震方法觀測內(nèi)孤立波的優(yōu)勢,為今后研究此類海洋強動力過程提供新的觀測方案和研究思路。
又悉,研究人員利用兩條位于阿拉斯加灣的反射地震資料,獲得了阿拉斯加灣Yakutat海表渦旋的精細結構圖像,清晰展示了渦旋內(nèi)部細結構及其與周邊水團的接觸關系,發(fā)現(xiàn)渦旋底部層狀結構與旋臂,坡折帶強流鋒面等現(xiàn)象。結合衛(wèi)星資料和現(xiàn)場水文觀測資料,研究人員對該渦旋的路徑、尺寸、形狀、水團接觸關系、運移和交換過程、渦旋地轉流場進行了分析和計算,綜合描述該渦旋的特征(圖2),為今后研究中尺度海洋現(xiàn)象提供了一種新的觀測方法和研究思路。
利用反射地震研究內(nèi)孤立波與渦旋的成果受到評審們的高度贊同,其中Yakutat渦旋細結構圖像被選為JGR-Oceans 當期特色圖片(Featured Image Carousel)。相關成果得到國家自然科學基金委面上項目、地球物理共享航次、中科院戰(zhàn)略性先導科技專項等的資助。
地震海洋學簡介:
2003年問世的“地震海洋學”基于傳統(tǒng)海洋多道地震探測地下結構的方法,獲取空間連續(xù)的高分辨的水體反射地震圖像,可以對海洋中諸如海洋鋒面、海流、邊界層、溫躍層、漩渦、內(nèi)波等物理海洋現(xiàn)象進行觀測,具有很強的刻畫水體細結構的能力。近年來,由于其高效率、高水平分辨率(約10m)、全深度的觀測優(yōu)勢而得到迅速發(fā)展,被成功應用于水體溫鹽細結構的研究中。
隨著地震海洋學的發(fā)展,研究重點由定性轉為定量,能夠計算或反演地轉流、混合率、內(nèi)波譜、以及溫度、鹽度、速度與密度的精細結構等。在觀測技術上,物理海洋-反射地震的聯(lián)合觀測促進了地震海洋學的快速發(fā)展,使得反射地震所觀測到的海洋現(xiàn)象更易被物理海洋學家所接受,為物理海洋學家們提供了一個認識海洋的全新視角。
圖1 南海東北部內(nèi)孤立波觀測
圖2 Yakutat渦旋結構及特征
