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【科研进展】JPO发表李志军教授团队极地海冰-海洋拖曳系数参数化研究成果

发布者:  时间:2026-02-03  浏览:

实验室联合国内外科研团队,在国际海洋科学顶级期刊《Journal of Physical Oceanography》发表题为“Parameterizing the Sheltering Effect of Ice Ridges on Ice–Ocean Drag in Polar Oceans: Insights from Numerical Simulations”的最新研究成果。该研究遵循“极地现场观测—实验室模型实验—数值模拟外推”的技术路线,揭示了极地冰脊间遮掩效应规律,并提出了改进的冰-海拖曳系数参数化方案。

研究通过实验室水槽拖曳实验与粒子图像测速技术,发现了海冰冰脊龙骨在运动过程中流体动力特性随龙骨几何参数、分布参数及流速的变化规律。进一步构建了计算流体力学模型将实验成果拓展至海洋深水环境,量化并提出了冰脊间流场遮蔽函数,进一步融合进冰-海拖曳系数参数化方案中,澄清了冰-海拖曳系数随海冰形态参数的复杂变化规律(图1)。经北极现场观测数据验证,改进后的参数化方案与观测结果的相关性提升至接近原方案的3倍,尤其在冰脊密集的冰区提升更为突出(图2)。该研究为提升北极海冰快速变化背景下的海冰运动模拟准确性提供了重要科学支持。

该论文的第一作者为李志军教授团队博士研究生王爽,国际合作作者包括芬兰赫尔辛基大学Matti Leppäranta教授和芬兰气象研究所程斌研究员。本成果属于该团队在海冰拖曳系数系列研究中的又一重要进展,前期3篇相关成果均已发表于《Journal of Geophysical Research: Oceans》。本研究获得了国家重点研发计划2023YFC2809102、基金委国际合作重点项目42320104004等的支持。《Journal of Physical Oceanography》是美国气象学会主办的物理海洋学领域的旗舰期刊,长期引领海洋动力过程机理研究的前沿发展。

论文链接:https://doi.org/10.1175/JPO-D-25-0102.1。

图1 冰-海拖曳系数Cio随冰脊龙骨强度H/L、龙骨角度α、海冰密集度A和表面摩擦参数cs的变化规律

图2 老版本冰-海拖曳系数参数化方案、本研究的新参数化方案与极地海冰现场观测结果之间的对比

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