近日，在国家自然科学基金重大研究计划“西太平洋地球系统多圈层相互作用”重点支持项目“西太平洋关键中小尺度过程能量串级与相互作用机理研究”（项目批准号：91858201）和集成项目“西太平洋复杂地形和多尺度动力过程相互作用、能量串级与三维混合过程集成研究”（项目批准号：92258301）的联合资助下，厦门大学刘志宇教授研究组在海洋多尺度动力学研究领域取得重要进展。相关成果发表于地球系统模拟领域权威期刊《地球系统模拟进展》(Journal of Advances in Modeling Earth Systems)。该研究建立了海洋多尺度运动的动力分解方法，实现了六类典型海洋运动过程以及地转运动与惯性重力波的准确分离，为量化海洋多尺度相互作用与能量传递提供了新的理论工具。

海洋是多尺度复杂系统，蕴含多种运动过程，其时空尺度跨越多个数量级。目前学界普遍采用的海洋多尺度运动分解方法，本质上是基于时间尺度或空间尺度的分离，因此无法准确分离时间尺度或空间尺度相似、但动力属性迥异的不同运动过程，这严重阻碍了海洋多尺度相互作用理论的突破。为此，基于不同运动过程的动力属性，刘志宇教授研究组提出了海洋多尺度运动的动力分解方法。基于大尺度环流、中尺度运动、亚中尺度运动、正压潮、低模态内波、高模态内波等六类典型运动过程的动力属性，提出了海洋多尺度运动物理场的分解方法。

海洋多尺度运动动力分解方法在南海中部海域的应用示例

该研究提出的动力分解方法与传统基于时空尺度分解方法的结合，有望显著推动海洋多尺度耦合与能量传递机理研究。同时，该方法可用于高分辨率海洋数值模拟中地转运动与惯性重力波（内波）的在线分离、并分别实时应用于水平涡通量与跨密度面混合的参数化方案中，对于提升海洋多尺度耦合模拟精度具有重要意义。

西太重大研究计划重点支持项目负责人、集成项目骨干刘志宇教授领衔的厦门大学动力海洋学研究组（Dynamical Oceanography Group，DyOG）坚持从海洋观测出发，以地球物理流体动力学基本理论为基础，充分借助数值模拟，致力于海洋多尺度动力过程的机理解析与预测预报，尤其关注海洋中小尺度过程机理与效应。上述研究论文的第一作者为DyOG研究组2022届博士毕业生王传印（现为南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）博士后），通讯作者为刘志宇教授，合作者还包括DyOG研究组林宏阳副教授。

论文信息：

Wang Chuanyin, Liu Zhiyu*, Lin Hongyang. On dynamical decomposition of multiscale oceanic motions. Journal of Advances in Modeling Earth Systems, 2023, 15(3): e2022MS003556.

原文链接：https://coe.xmu.edu.cn/info/1731/112810.htm