研究揭示馬里亞納深海深淵區內潮能量和混合機制

　　內潮是海洋內部的一個重要動力因子，內潮混合可驅動海洋內部營養物質垂向輸送進而影響海洋生態系統，可調制深海層結狀態并影響子午翻轉環流維持變異。全球內潮轉化功率約1 TW，其中，西太平洋可貢獻0.5 TW。馬里亞納海域是內潮已知熱點區域，但學界對內潮認識僅局限在上層，深海深淵區內潮能量耗散分布如何？典型深海海脊-海溝-海盆如何調制內潮生消？相關研究認識有助于厘清深海/深淵極端環境下混合動力機制及其生態效應。

　　近日，中國科學院海洋研究所海洋環流與波動重點實驗室尹寶樹研究團隊通過構建高精度且萬米刻畫的數值模式，結合衛星高度計和參數化估計，首次給出馬里亞納溝弧盆區內潮三維能量傳播和耗散路徑，發現馬里亞納海脊是內潮能量主要源地，內潮可長距離輻射至深海海盆乃至深淵海溝，馬里亞納海溝起著內潮能量匯的作用。

　　馬里亞納海域已被發現存在復雜的生物物種和獨特的生態系統，而在深海特別是深淵地帶，海洋生物遷移需要湍流而不是層流提供必要營養物質和能量輸入。傳統觀點認為，深海深淵是平靜的海洋；然而，該研究發現，深淵區雖然內潮能量較弱，但極弱層結的同時存在，即便微弱外部內潮能量輸入也可導致深海劇烈擴散混合，是驅動深層水團遷移和極端生態環境演變不可忽視的動力來源。

　　此外，該研究還發現，由于深海復雜溝弧盆地形的塑造，深海內潮存在復雜干涉、共振、反射等動力過程，同時在垂向上存在多層垂向結構，該結構得到了參數化估計的佐證，但是跟目前大部分環流模式通用參數化方案中采用的垂向函數不同。該研究有助于學界深入理解深海/深淵區內潮耗散混合分布及其對深海動力和生態環境的調制機制，以及有效改進現有模式更符合深海內潮特點的參數化方案。

　　相關研究成果以The three dimensional internal tide radiation and dissipation in the Mariana Arc-Trench system為題，發表在Journal of Geophysical Research: Oceans上。海洋所博士研究生趙晨為論文第一作者，研究員徐振華為論文通訊作者。研究工作獲得中科院戰略性先導科技專項、國家自然科學基金重點項目、科學技術部重點研發專項等的支持。

圖1.馬里亞納海域內潮三維傳播路徑

圖2.馬里亞納溝弧盆斷面內潮耗散率和混合率分布