記者從南方海洋科學(xué)與工程廣東省實驗室（廣州）（以下簡稱廣州海洋實驗室）獲悉，該實驗室全球變化下粵港澳大灣區(qū)海洋動力—生地化過程及其可預(yù)報性研究核心團隊馮洋研究員等人聯(lián)合美國加州理工學(xué)院、莫斯登陸海洋實驗室、華東師范大學(xué)河口海岸學(xué)國家重點實驗室等科研機構(gòu)，在全球大洋環(huán)流數(shù)據(jù)同化模式系統(tǒng)Estimating the Circulation and Climate of the Ocean（ECCO）發(fā)展上取得突破性進展。相關(guān)研究近日發(fā)表于《地球科學(xué)模式研發(fā)》。

河口海岸帶位于海洋和陸地過渡帶，是世界上人口、經(jīng)濟和城市最集中的地區(qū)，受全球變化和人類陸地活動的雙重影響。盡管河口海岸帶占地球表面很小的一部分，但是在全球碳及營養(yǎng)鹽循環(huán)中扮演著十分重要的角色。然而，河口海岸帶的模擬一直是全球海洋模式及地球系統(tǒng)模式中的薄弱環(huán)節(jié)。和鹽度衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)Soil Moisture Active Passive（SMAP）相比，目前可供下載的多數(shù)模式同化數(shù)據(jù)尚不能分辨河口鹽度的年際變化，其原因之一是過于簡化河口徑流的引入方法。

研究人員基于全球大洋環(huán)流數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)ECCO，通過一系列敏感性實驗測試河流徑流引入方式對河流沖淡水模擬的影響，并評估對模式網(wǎng)格分辨率和網(wǎng)格類型的敏感性。結(jié)果表明，模式采用日分辨率點源河流驅(qū)動可以更好地再現(xiàn)河口區(qū)鹽度的季節(jié)及年際變化，網(wǎng)格分辨率增加會導(dǎo)致河口區(qū)鹽度降低，而網(wǎng)格類型變化（從ECCO2到ECCOv4）對河口鹽度影響不大。

此外，該研究比較了不同分辨率的ECCO模擬結(jié)果和SMAP觀測的河口區(qū)鹽度，結(jié)果表明1/3°度網(wǎng)格ECCO（LLC270）和SMAP衛(wèi)星河口鹽度最為接近；模式分辨率從1°提高到1/3°會導(dǎo)致所有河口區(qū)增加沖淡水的面積、體積，穩(wěn)定上層海洋層化，減少混合層深度。但是當模式分辨率進一步提高到1/6°時，不同沖淡水區(qū)的變化有顯著差別，較淺的陸架區(qū)因更強的斜壓不穩(wěn)定和相對較弱的次網(wǎng)格垂直混合導(dǎo)致對網(wǎng)格分辨率變化更為敏感。

目前數(shù)值模式的發(fā)展正在從單一圈層的海洋模式發(fā)展成為多圈層的地球系統(tǒng)模式，而地球系統(tǒng)模式可以實現(xiàn)地學(xué)從純基礎(chǔ)研究到科學(xué)研究與社會保障服務(wù)緊密結(jié)合的應(yīng)用研究轉(zhuǎn)變，為打造宜居地球提供強有力的科學(xué)支撐和環(huán)境服務(wù)保障。河口海岸帶區(qū)與大洋相比受人類活動的影響更為強烈，該區(qū)海洋環(huán)境正面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。全球模式在近岸海區(qū)的改進將對近岸缺氧、碳循環(huán)、區(qū)域天氣變化的模擬和預(yù)報有非常重要的影響，并對地球系統(tǒng)模式最終實現(xiàn)無縫模擬有重大的意義。

據(jù)介紹，該項研究改進了ECCO體系河流徑流的引入方法，大幅度提高了ECCO體系在全球河口海岸帶沖淡水動力系統(tǒng)的表征能力。