魏澤勛徐騰飛王永剛李淑江滕 飛

(1.自然資源部 第一海洋研究所,山東 青島266061;2.青島海洋科學(xué)與技術(shù)試點(diǎn)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室 區(qū)域海洋動(dòng)力學(xué)與數(shù)值模擬功能實(shí)驗(yàn)室,山東 青島266237)

印度尼西亞海(簡(jiǎn)稱(chēng)印尼海)位于熱帶太平洋和印度洋交匯的海域,既是全球唯一發(fā)生在熱帶大洋間的海流——印度尼西亞貫穿流所在的海域,也是大氣沃克環(huán)流上升支所在的海域,因而“處于更大尺度海氣系統(tǒng)的關(guān)鍵位置”,對(duì)區(qū)域乃至全球海洋環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)和氣候都有重要影響,是海洋和氣候研究領(lǐng)域的主要熱點(diǎn)之一[1-3](圖1)。除了提供熱帶印太洋際輸運(yùn)通道,從而維持熱帶印太熱鹽平衡,并為全球大洋傳送帶(The Great Ocean Conveyor)提供熱帶回流通道之外[4-6],印尼海的另外一個(gè)重要特征在于其活躍的垂向混合,能將溫躍層以下的海水卷入混合層,顯著降低海表溫度,隨后通過(guò)海氣相互作用影響區(qū)域乃至全球海洋環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)和氣候[3]。

迄今最大規(guī)模的印尼貫穿流國(guó)際觀測(cè)計(jì)劃INSTANT的發(fā)起者Sprintall等于2019年在《Frontiers in Marine Science》撰文指出,最近幾年有關(guān)印尼海的最重要研究成果可能是對(duì)潮致混合在印尼貫穿流海水輸運(yùn)和對(duì)區(qū)域海表溫度乃至全球氣候中的重要作用的認(rèn)識(shí)[3]。潮致混合是強(qiáng)的潮流遇到粗糙地形時(shí)的必然產(chǎn)物:正壓潮一方面在底摩擦作用下引起海洋底層混合增強(qiáng);另一方面在傳播過(guò)程中遇到陡峭地形時(shí)激發(fā)內(nèi)潮,內(nèi)潮在耗散過(guò)程中為混合提供能量[7]。印尼海有著除大洋中脊外最為崎嶇的海底地形,受到來(lái)自太平洋和印度洋潮波系統(tǒng)的共同影響,尤其是其幾乎封閉的海盆導(dǎo)致潮能幾乎都被限制在印尼海內(nèi)部,這些因素使得印尼海成為全球最大的內(nèi)潮生成海域。全球約10%的內(nèi)潮產(chǎn)生于此,從而引起劇烈的潮致混合[8],并產(chǎn)生顯著的天氣和氣候效應(yīng)。

圖1 大氣沃克環(huán)流和印度尼西亞貫穿流示意圖Fig.1 Schematic diagram of the Walker Circulation and the Indonesian Throughflow

盡管如此,談到印尼海潮致混合及其產(chǎn)生的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)效應(yīng),以及對(duì)海洋和氣候的影響時(shí),大家仍然認(rèn)為:我們所知甚少,現(xiàn)有研究結(jié)論的不確定性很大[3,9-10]。我們所面臨的困境主要有2個(gè):一是缺乏足夠的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè),難以準(zhǔn)確給出印尼海潮致混合特征;二是缺乏針對(duì)性的潮致混合表達(dá)方式,難以在數(shù)值模式中有效刻畫(huà)印尼海的潮致混合過(guò)程。事實(shí)上,自Ffield和Gordon[11]揭示印尼海潮致混合特征和Schiller等[12]開(kāi)始在海洋環(huán)流模式中考慮印尼海潮致混合效應(yīng)以來(lái),雖然科學(xué)家們做出了大量的嘗試,這兩個(gè)困境卻至今仍未被完全解決。本文將對(duì)印尼海潮致混合及其在海洋環(huán)流和氣候模式中的應(yīng)用的最新研究成果進(jìn)行概述和展望。

1 印尼海潮致混合特征

印尼海域強(qiáng)混合受到關(guān)注始于20世紀(jì)90年代的Arlindo計(jì)劃。溫鹽剖面觀測(cè)結(jié)果顯示,太平洋水進(jìn)入印度尼西亞海域后,北太平洋副熱帶水(North Pacific Tropical Water)和北太平洋中層水(North Pacific Intermediate Water)特征逐漸變?nèi)?甚至消失,潮致混合在其中起到重要作用[13-15]。據(jù)估算,垂向擴(kuò)散系數(shù)至少要達(dá)到10-4m2/s,才能解釋太平洋海水在印尼海發(fā)生的顯著變性,遠(yuǎn)大于開(kāi)闊大洋的垂向擴(kuò)散系數(shù)[13]。Ffield和Gordon[11]基于潮致混合可通過(guò)垂向熱量輸運(yùn)導(dǎo)致海表周期性降溫的觀測(cè)事實(shí),利用衛(wèi)星遙感海表溫度資料,描述了印尼海潮致混合的特征,指出班達(dá)海(Banda Sea)潮致混合最強(qiáng),其次為塞蘭海(Seram Sea)和馬魯古海(Maluku Sea)等印尼內(nèi)海以及帝汶海(Timor Sea)。但是,隨后Alford等[16]在班達(dá)海的溫鹽微結(jié)構(gòu)剖面觀測(cè)結(jié)果卻顯示,班達(dá)海混合強(qiáng)度與開(kāi)闊大洋相仿,遠(yuǎn)低于Ffield和Gordon[11,13]間接估算的結(jié)果。當(dāng)然,Alford等[16]也指出,或許Ffield和Gordon[11]的估算方法是正確的,因?yàn)閱未蔚膫€(gè)別站位觀測(cè)可能無(wú)法體現(xiàn)班達(dá)海混合的全貌。Ffield和Robertson[17]通過(guò)對(duì)拋棄式溫度計(jì)(expendable bathyther-mographic,XBT)觀測(cè)的溫度剖面細(xì)結(jié)構(gòu)(finestructure)分析,發(fā)現(xiàn)在小巽他島鏈海峽附近潮致混合反而比班達(dá)海和帝汶海內(nèi)部強(qiáng)。Ray和Susanto[18]認(rèn)為,很可能Ffield和Gordon[11]所使用的早期衛(wèi)星遙感海表溫度資料分辨率和精度太低(水平分辨率1°×1°,時(shí)間分辨率7 d),不足以準(zhǔn)確捕捉約14 d的小潮周期,更無(wú)法分辨印尼諸多狹窄的海峽:如龍目(Lombok)、翁拜(Ombai)等,因而誤導(dǎo)他們得出印尼海潮致混合在班達(dá)海等海洋內(nèi)區(qū)最強(qiáng)的結(jié)論。于是,他們重新利用Ffield和Gordon[11]的方法,對(duì)新的高時(shí)空分辨率(水平分辨率0.01°×0.01°,時(shí)間分辨率1 d)衛(wèi)星遙感海表溫度進(jìn)行了分析,結(jié)果顯示,印尼海最強(qiáng)的潮致混合應(yīng)該發(fā)生在海峽附近,特別是小巽他島鏈(Lesser Sunda)的龍目(Lombok)、松巴(Sumba)、翁拜(Ombai)海峽,以及蘇祿(Sulu)島鏈和利法馬托拉(Lifamatola)等通道,這與INDOMIX現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)[19]和潮汐數(shù)值模擬的結(jié)果吻合[8,20-21]。

稀疏的觀測(cè)無(wú)法刻畫(huà)印尼海潮致混合的空間分布。因此,需要借助數(shù)值模擬的手段,一方面對(duì)印尼海潮致混合的動(dòng)力過(guò)程與機(jī)制進(jìn)行研究,另一方面獲取印尼海潮致混合的時(shí)空分布。然而,現(xiàn)有的數(shù)值模擬研究多集中于潮能耗散和潮致混合分布特征的研究,缺乏對(duì)潮致混合時(shí)空特征的定量認(rèn)識(shí)。盡管如此,研究表明,在海洋環(huán)流數(shù)值模式和氣候模式中考慮印尼海強(qiáng)潮混合,仍然能夠顯著提升模式的模擬性能[12,22-23]。

如果能夠清晰地揭示印尼海潮致混合的動(dòng)力機(jī)制,顯然對(duì)準(zhǔn)確描述印尼貫穿流海域潮致混合有重要意義。三維斜壓潮波數(shù)值模式是研究這一問(wèn)題最為有力的工具。得益于數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展和高性能計(jì)算能力的提升,以及衛(wèi)星高度計(jì)資料同化技術(shù)的應(yīng)用,我們對(duì)印尼海潮汐的模擬日漸準(zhǔn)確[24-27],基本摸清了印尼海正壓潮主要分潮的潮汐分布和潮波傳播特征[28-29];開(kāi)展了印尼海內(nèi)潮生成、傳播和耗散過(guò)程的研究,指出生成海域不同的內(nèi)潮、不同周期的內(nèi)潮分潮、內(nèi)潮與正壓潮之間均存在復(fù)雜的相互作用,因此單分潮和多分潮合成驅(qū)動(dòng)的內(nèi)潮模擬結(jié)果之間存在顯著差異[26,30-31]。但是,Robsetson[32]也指出采用的水平分辨率為5 km的潮波數(shù)值模式雖然能夠較為準(zhǔn)確地模擬印尼海這樣復(fù)雜地形情況下的內(nèi)潮的生成和大致分布,但并不足以準(zhǔn)確模擬斜壓潮流速,從而影響對(duì)潮致混合的估算。最近的研究建立了水平分辨率達(dá)0.01°×0.01°(約1.1 km×1.1 km)的印尼海潮波數(shù)值模式(MITgcm-0.01°),能夠再現(xiàn)約95%的M2分潮的內(nèi)潮能量,并研究了其在印尼海的傳播和耗散,指出大約70%的正壓潮能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)潮(85.5 GW),其中約96%的能量在其生成海域耗散,僅4%的能量能夠向外傳播[21]。Nugroho等[22]利用水平分辨率為9 km的NEMO2.3/INDO12印尼海業(yè)務(wù)化海洋數(shù)值預(yù)報(bào)模式[33],分析了4個(gè)主要分潮(M2,K1,S2,O1)第1和第2斜壓模內(nèi)潮的傳播。劉誼等[34]建立了水平分辨率(1/24)°×(1/24)°(約4.6 km×4.6 km)的印尼海三維正壓潮和內(nèi)潮數(shù)值模式,估算了印尼海M2和K1分潮的內(nèi)潮能量分布、傳播及不同海區(qū)能量收支情況。

基于這些模擬研究工作,我們對(duì)印尼海域內(nèi)潮生成、傳播及耗散過(guò)程有了一定的認(rèn)識(shí),但對(duì)潮致混合本身尚缺乏一致的認(rèn)識(shí),不同的模擬研究對(duì)耗散和混合率的估算存在顯著差異[3]。僅依靠提高數(shù)值模式的空間分辨率,可能仍然無(wú)法完全解決定量并準(zhǔn)確估算潮致混合這一問(wèn)題。舉例來(lái)說(shuō),使用9 km水平分辨率模式能夠產(chǎn)生75%的內(nèi)潮,當(dāng)分辨率提高至4 km時(shí),已經(jīng)能夠產(chǎn)生90%的內(nèi)潮,但對(duì)混合估算的準(zhǔn)確度提高卻很有限[35-36]。同時(shí),在耗散方面,NEMO2.3/INDO12中大部分潮能通過(guò)水平動(dòng)量耗散,而不是垂向過(guò)程,與實(shí)際觀測(cè)不符。MITgcm-0.01°潮波模式和NEMO2.3/INDO12模式均產(chǎn)生了虛假的數(shù)值耗散而非物理耗散,兩者分別產(chǎn)生了約20%和40%的虛假耗散[8,21]。此外,在遠(yuǎn)離內(nèi)潮生成源地的海域,數(shù)值模式仍然表現(xiàn)為強(qiáng)混合,與INDOMIX的觀測(cè)結(jié)果不符[3]。

2 印尼海潮致混合對(duì)海洋環(huán)境和氣候的影響

印尼海地處熱帶,受強(qiáng)烈太陽(yáng)輻射和降水的影響,形成了顯著的躍層結(jié)構(gòu),當(dāng)印尼貫穿流攜帶太平洋海水進(jìn)入印尼海后,在潮致混合的作用下與局地海水充分混合[11,19],海水性質(zhì)發(fā)生顯著改變后流入印度洋[15,37]。隨后,大部分印尼貫穿流海水向南流動(dòng),作為厄加勒斯溢流(Agulhas Leakage)的主要來(lái)源(接近一半)流入大西洋[6]。在印尼海,潮致混合改變了印尼貫穿流入流海水的性質(zhì),北太平洋熱帶水和北太平洋中層水的鹽度在進(jìn)入印尼海之前相差約0.55,這2個(gè)水團(tuán)在印尼海充分混合,當(dāng)流出印尼海進(jìn)入印度洋時(shí),兩者僅相差0.06[39]。

潮致混合不僅是印尼貫穿流水團(tuán)(Indonesian Throughflow Water)在印尼海變性的主要驅(qū)動(dòng)機(jī)制[9,20,37-38],而且它通過(guò)改變海水層結(jié),產(chǎn)生浮力效應(yīng),導(dǎo)致西太平洋-東印度洋海平面壓力梯度,增強(qiáng)了印尼貫穿流[10]。此外,潮致混合將溫躍層以下的海水卷入混合層,使得海表溫度降低約0.3～0.8℃[22,40-41],海洋從大氣吸收的熱量因此增加20 W/m2,大氣深對(duì)流活動(dòng)減弱,降水隨之減少可達(dá)20%[24,42]。由于印尼海及鄰近海域大氣風(fēng)場(chǎng)和溫躍層深度均對(duì)潮致混合有著不可忽視的響應(yīng),潮致混合間接地影響著該海域上層海洋熱量充放,從而對(duì)包括大氣季節(jié)內(nèi)振蕩(Madden Julian Oscillation,MJO)、季風(fēng)、印度洋偶極子(Indian Ocean Dipole,IOD)和厄爾尼諾-南方濤動(dòng)(El Ni?o-Southern Oscillation,ENSO)等熱帶印太氣候異常事件均有著重要的調(diào)制作用。數(shù)值模擬研究也表明,考慮印尼海的潮致混合能夠顯著提升氣候模式對(duì)MJO,IOD和ENSO的模擬能力[24,43]。

3 印尼海潮致混合在海洋環(huán)流模式中的應(yīng)用

已有研究表明,考慮印尼海潮致混合能夠大大提升海洋環(huán)流和氣候模式的模擬預(yù)報(bào)能力[24,43]。因此,如何在環(huán)流和氣候模式中恰當(dāng)?shù)匾氤敝禄旌铣蔀闇?zhǔn)確模擬印尼貫穿流的關(guān)鍵。通?？梢圆捎脙煞N方法在海洋環(huán)流模式中體現(xiàn)潮致混合的作用,即直接加入潮汐強(qiáng)迫或引入潮致混合參數(shù)化方案。

早期的海洋環(huán)流采用額外增加垂向混合系數(shù)來(lái)大致體現(xiàn)潮致混合的影響,在一定程度上提高了印尼貫穿流的模擬[12,44]。如果不考慮潮致混合,往往難以刻畫(huà)印尼貫穿流自太平洋流入到印度洋流出過(guò)程中溫鹽性質(zhì)的改變[37]。后來(lái),Koch-Larrouy等[20,39]通過(guò)在環(huán)流模式中引入St Laurent等[44]提出的內(nèi)潮耗散參數(shù)化方案,進(jìn)一步提升了對(duì)印尼貫穿流海域水團(tuán)性質(zhì)和層結(jié)的模擬效果。Koch-Larrouy等[24]在全球海氣耦合模式中引入了內(nèi)潮耗散參數(shù)化方案,更為真實(shí)地體現(xiàn)了印尼海域強(qiáng)混合引起海表降溫,從而影響印尼海域降水的現(xiàn)象。

然而,現(xiàn)有的潮致混合參數(shù)化方案只能在區(qū)域和時(shí)間平均的意義上取得和加潮汐強(qiáng)迫相當(dāng)?shù)男Ч?例如,引入?yún)?shù)化方案和潮汐強(qiáng)迫模擬得到的區(qū)域多年平均溫鹽剖面是一致的)[22],缺乏對(duì)潮致混合時(shí)空變化特征的刻畫(huà),而這些與潮波傳播過(guò)程密切相關(guān)的時(shí)空變化恰恰是導(dǎo)致印尼海域上層海溫高頻變化(約2周)的直接原因。

隨著計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的提升,開(kāi)始有研究通過(guò)將環(huán)流模式與潮波模式耦合來(lái)引入正/斜壓潮致混合[8,22,30,45-47]。引入潮汐強(qiáng)迫后,印尼海的混合會(huì)顯著增強(qiáng),從而提升對(duì)班達(dá)海密度層結(jié)和印尼貫穿流水團(tuán)變性的模擬效果[46]。但由于在實(shí)際計(jì)算中,該方式需要模式水平分辨率足夠高(至少為4 km),才能模擬出合理的內(nèi)潮生成與分布情況[37],理想的水平分辨率需要高達(dá)1 km[8],時(shí)間步長(zhǎng)則需要小于10 s,這對(duì)計(jì)算機(jī)性能是極大的挑戰(zhàn),對(duì)于全球海洋環(huán)流模式和氣候模式,以目前的計(jì)算能力基本上是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。在法國(guó)和印尼合作開(kāi)發(fā)的(1/12)°水平分辨率的印尼海業(yè)務(wù)化海洋模式中[34],在開(kāi)邊界加入潮汐強(qiáng)迫(M2,S2,N2,K2,K1,O1,P1,Q1,Mf,Mm和M4共11個(gè)分潮)的同時(shí),也加入了Koch-Larrouy等[20]所使用的內(nèi)潮混合參數(shù)化方案,一定程度上緩解了環(huán)流模式與潮波模式耦合計(jì)算時(shí)對(duì)模式水平分辨率要求過(guò)高的問(wèn)題。

4 結(jié)論與展望

印尼海位于西太平洋和東印度洋之間的赤道地區(qū),該海域島嶼眾多,岸線(xiàn)復(fù)雜,海底地形崎嶇陡峭,再加上從太平洋和印度洋傳入的巨大潮汐能量,使得印尼海成為世界上潮汐、潮流最復(fù)雜的海域之一。在印尼海域,大量的潮能轉(zhuǎn)化為內(nèi)潮,為混合提供能量來(lái)源,導(dǎo)致印尼海域發(fā)生較強(qiáng)的潮致混合,明顯改變印尼貫穿流的溫度、鹽度以及流速的垂向結(jié)構(gòu),從而影響印尼貫穿流流量和熱量、淡水的輸運(yùn);此外,印尼海域多個(gè)分潮之間存在相互作用和能量傳遞,再加上強(qiáng)烈的潮致混合,直接影響印尼海域的混合過(guò)程和海表溫度。印尼貫穿流不僅是連接熱帶太平洋和印度洋的唯一海洋通道,還是全球熱鹽環(huán)流的重要組成部分,對(duì)維持大洋物質(zhì)和能量平衡有著重要意義;同時(shí),印尼海域是影響亞澳季風(fēng)系統(tǒng)的關(guān)鍵海域,其海溫變化與亞澳季風(fēng)爆發(fā)顯著相關(guān)。因此,研究印尼海域潮汐、潮流特征及潮致混合過(guò)程,不僅有助于提高對(duì)印尼貫穿流的認(rèn)識(shí),對(duì)區(qū)域和全球環(huán)流及氣候變化也有重要的科學(xué)意義。

印尼海處于多國(guó)共同管制的政治局勢(shì)下,島嶼眾多、地形復(fù)雜,且漁業(yè)活動(dòng)頻繁,在印尼海開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)困難重重。盡管如此,過(guò)去20余年間,仍有數(shù)次較大規(guī)模的聯(lián)合科學(xué)考察,如美國(guó)和印度尼西亞(簡(jiǎn)稱(chēng)印尼)聯(lián)合開(kāi)展的Arlindo觀測(cè)計(jì)劃、美國(guó)、荷蘭、澳大利亞、法國(guó)和印尼五國(guó)聯(lián)合發(fā)起的INSTANT(International Nusantara Stratification and Transport)國(guó)際觀測(cè)計(jì)劃等。2006年,由我國(guó)主導(dǎo)的中-印尼國(guó)際合作項(xiàng)目SITE(South China Sea-Indonesian Seas Transport/Exchange)啟動(dòng)[48-50],于2007年至2016年在卡里馬塔、巽他海峽布放海床基,開(kāi)展海流剖面和底層溫鹽的定點(diǎn)連續(xù)觀測(cè)[50]。但是針對(duì)印尼?；旌系挠^測(cè)仍然極為有限,除Alford等[16]在班達(dá)海使用模塊化微結(jié)構(gòu)剖面儀(Modular Microstructure Profiler)開(kāi)展的單站混合觀測(cè)外,僅法國(guó)于2010年在印尼貫穿流流經(jīng)海域開(kāi)展了5個(gè)站位的流速微結(jié)構(gòu)剖面(Velocity Microstructure Profiler,VMP6000)混合觀測(cè),即INDOMIX觀測(cè)[19]。最近,我國(guó)與印尼在TIMIT(The Transport,Internal waves and Mixing in the Indonesian Throughflow regions and impacts on seasonal fish migration)國(guó)際合作項(xiàng)目的支持下組織聯(lián)合考察航次,利用Turbomap湍流儀獲取了望加錫和龍目海峽17站的混合觀測(cè)[50];2019年,中-印尼國(guó)際合作項(xiàng)目TRIUMPH(Throughflow of Indonesian seas,Upwelling and Mixing Physics)啟動(dòng),并于同年11月在望加錫、龍目海峽開(kāi)展聯(lián)合考察航次,利用MSS60湍流剖面儀獲取了18個(gè)站位的湍流觀測(cè)(圖2)?；赥IMIT和TRIUMPH湍流觀測(cè)的初步分析顯示,龍目海峽附近存在強(qiáng)烈的上層混合,破壞了原有的熱力結(jié)構(gòu)。在100 m以淺的上層,龍目海峽南部湍流混合強(qiáng)度比北部高1個(gè)數(shù)量級(jí),為Ray和Susanto[42]指出的龍目海峽南部混合強(qiáng)烈提供了佐證。但是,觀測(cè)結(jié)果也表明,100 m以下湍流混合強(qiáng)度在龍目海峽南北處于同一量級(jí),這一深度是印尼貫穿流輸運(yùn)北太平洋熱帶水的主要水層,這與印尼貫穿流穿越龍目海峽后北太平洋熱帶水體性質(zhì)的變化并不一致?？梢?jiàn),目前以離散站點(diǎn)瞬時(shí)測(cè)量為主的湍流觀測(cè)存在很大的局限性和不確定性,需要在空間上開(kāi)展加密觀測(cè),在時(shí)間上開(kāi)展定點(diǎn)湍流的連續(xù)觀測(cè)(至少一個(gè)大小潮周期),才能客觀、準(zhǔn)確地刻畫(huà)印尼海潮致混合的時(shí)空分布特征。

圖2 印尼海湍流混合現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)站位Fig.2 Stations of the in situ measurement of mixing in the Indonesian Seas

在潮致混合如何應(yīng)用于海洋環(huán)流數(shù)值模式這一難題方面,最理想的解決方式是與潮波數(shù)值模式耦合,但其超高的水平分辨率要求所帶來(lái)的計(jì)算量劇增對(duì)現(xiàn)有的計(jì)算能力仍是極大的挑戰(zhàn),如果對(duì)于全球海洋和氣候模式而言則更加難以實(shí)現(xiàn)。Koch-Larrouy等[20]提供的參數(shù)化方法只能取得平均意義下的潮致混合效果,無(wú)法刻畫(huà)潮致混合應(yīng)當(dāng)具有與潮汐周期相聯(lián)系的周期性變化這一特征。最近,Wei等[51]基于調(diào)和分析方法,建立了潮致混合的調(diào)和分析參數(shù)化方案(Harmonic Analyzed Parameterization of Tide-induced Mixing,HAT),能夠鮮明地刻畫(huà)潮致混合與潮周期密切相關(guān)的周期性變化特征,并將其應(yīng)用于黃海冷水團(tuán)環(huán)流的模擬研究,取得了和與潮波數(shù)值模式耦合相當(dāng)?shù)哪M效果,且計(jì)算效率大大提高。但由于印尼海斜壓潮占主導(dǎo)地位,Wei等[51]所建立的潮致混合參數(shù)化方案僅考慮了正壓潮的情況,故有一定的局限性。

總體而言,目前印尼海的混合現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)主要是瞬時(shí)的零星站點(diǎn)測(cè)量,在空間上未能覆蓋印尼貫穿流主要入流和出流通道;在時(shí)間上缺少至少1個(gè)大小潮周期(15 d)的24 h連續(xù)觀測(cè)。鑒于印尼海地形變化劇烈且存在強(qiáng)烈的潮致混合,這些觀測(cè)無(wú)法客觀準(zhǔn)確地刻畫(huà)該海域混合的時(shí)空特征;另一方面,現(xiàn)在廣泛使用的潮致混合參數(shù)化方案和加潮強(qiáng)迫分別存在準(zhǔn)確度刻畫(huà)不足和計(jì)算效率太低的問(wèn)題。這些問(wèn)題在很大程度上制約了海洋模式對(duì)印尼海環(huán)流的模擬能力。因此,隨著對(duì)印尼海海洋動(dòng)力過(guò)程及其環(huán)境和氣候效應(yīng)研究的不斷深入,迫切需要在時(shí)間和空間上加強(qiáng)對(duì)印尼海混合的觀測(cè),同時(shí)從印尼海潮致混合產(chǎn)生的原理出發(fā),既要考慮正壓潮引起的底層混合增強(qiáng),也要考慮斜壓潮引起的水體混合增強(qiáng),結(jié)合觀測(cè)事實(shí),給出能夠客觀描述印尼海潮致混合的參數(shù)化方案,用于海洋環(huán)流和氣候模式。此外,印尼貫穿流是全球大洋傳送帶的關(guān)鍵環(huán)節(jié),而后者被認(rèn)為是氣候變化的觸發(fā)器[5],而且印尼海是大氣沃克環(huán)流上升支發(fā)生的海域,海氣相互作用活躍,印尼海潮混合如何通過(guò)影響印尼貫穿流和局地海氣相互作用產(chǎn)生大尺度的氣候效應(yīng),也需要進(jìn)一步研究。