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,分别用蓝色和红色文字,以示区别。
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