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海洋环流研究百年进展
发布日期 :2026-01-05  

  海洋约占地球表面积的71%,在大气科学领域,海洋被视为全球气候系统的一个重要环节和组成部分,它通过与大气的能量物质交换和水循环等,在调节和稳定气候上发挥着决定性作用,被称为地球气候的“调节器”。然而,从学科发展历程看,直到近代,人类对海洋的研究和理解仍远远滞后于大气。这主要受限于可用的数据资料,历史上,对海洋的观测要难得多。而不多的和逐渐累积的海洋观测数据,同大气科学类似,也最早应用于对海水运动,即海洋环流的解析和认知上。在AMS百年评述文集中,来自美国麻省理工学院的著名海洋学家Carl Wunsch和Raffaele Ferrari回顾了海洋环流研究百年进展。

  作者通过系统梳理过去100多年中对海洋环流理解和认知的发展历程,高度肯定了观测能力的发展带来的认知进步。与气象观测网雏形出现后,气象学科早早将大气运动归结为物理问题不同,关于认识海洋环流的理论——物理海洋学的诞生,如作者所言,却走过一条蹊跷的路,这或许是值得气象学者庆幸的。从物理海洋学最初主要掌握在那些“自然哲学家”的手中,只专注于描述,而不是物理,主要是支持生物学研究,到当前对三维海洋环流的全球模拟(包括南大洋),支撑着这些进展的是观测能力和计算能力的进步:早期只能根据船舶日志绘制流场草图,洋流观测技术仅能够支持描述大规模的准稳态流;随着过去50多年来的电子革命,地球物理流体动力学的出现,海洋环流的强非均质时间依赖特性最终被呈现出来。展望未来,作者认为,随着观测技术和计算机能力不可估量的发展,最终将解决所有重要的空间和时间尺度上的问题;从科学的角度讲,接下来的100年将是非常有趣的,但美国相关科学政策的不确定性是非常令人担忧的。

  为了增强可读性,编译者从原文主要参考文献中选取了与内容密切相关的图表。文章原图表和选取图表的题目,以及译文中对这些内容的引用,分别用蓝色红色文字,以示区别。

  本刊“AMS百年评述论文译介”栏目,得到了中国气象局科技与气候变化司和国际合作司的大力支持和指导,有关专家也对本栏目的推出给予了鼓励,本刊深表谢意!

  本期附件1给出本期编译的AMS百年评述论文原文和部分参考文献原文,需要的读者请与本刊联系。