海-氣通量研究取得新進(jìn)展 海洋熱通量儀問世
【化工儀器網(wǎng) 時(shí)事熱點(diǎn)】從遙遠(yuǎn)的外太空俯瞰人類賴以生存的地球家園，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，透過薄厚不一，不停運(yùn)轉(zhuǎn)的大氣層，一顆表面積覆蓋著大片藍(lán)色海水的星球赫然呈現(xiàn)在大眾的視野之下。據(jù)科學(xué)統(tǒng)計(jì)，目前，地球上海洋總面積約為3.6億平方公里，約占地球表面積的71%，海水體積總計(jì)十三億五千多萬立方千米。如此龐大的占比面積，注定了海洋的存在于整個(gè)地球的生態(tài)系統(tǒng)而言具有無可替代的重要意義。
與陸地生態(tài)系統(tǒng)區(qū)別開來，海洋是一個(gè)大的生態(tài)系，其中包含許多不同等級(jí)的次級(jí)生態(tài)系。每個(gè)次級(jí)生態(tài)系占據(jù)一定的空間，由相互作用的生物和非生物，通過能量流和物質(zhì)流形成具有一定結(jié)構(gòu)和功能的統(tǒng)一體。眾所周知，雖然人們把世界海洋劃分為幾個(gè)大洋和一些附屬海,但是它們之間并沒有相互隔離，海水的運(yùn)動(dòng)會(huì)使海域相互作用相互影響，而這也構(gòu)成了與陸地生態(tài)系統(tǒng)之間的差異。
事實(shí)上，海水的流動(dòng)除了帶動(dòng)整個(gè)海洋生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)外，還會(huì)與大氣發(fā)生微妙的能量交換，進(jìn)而參與大氣循環(huán)，影響氣候的變化。而海洋與大氣之間存在的這種復(fù)雜的互動(dòng)過程是通過海-氣界面這一通道來完成的。借助于這一通道，海洋與大氣之間在完成熱能交換的同時(shí)，會(huì)對(duì)大氣邊界層的結(jié)構(gòu)，海洋環(huán)流結(jié)構(gòu)以及海洋物質(zhì)輸運(yùn)狀況產(chǎn)生強(qiáng)烈的影響。故而，對(duì)海-氣耦合界面進(jìn)行科學(xué)觀測(cè)是掌握海洋與大氣相互作用機(jī)制的重要研究方向。
當(dāng)前，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展以及海洋與大氣相互作用方面的研究日漸深入，海-氣耦合界面大氣邊界層觀測(cè)技術(shù)已經(jīng)日臻成熟，為海-氣通量研究領(lǐng)域做出了重大的貢獻(xiàn)。然而，受當(dāng)前觀測(cè)手段及技術(shù)的限制，人們對(duì)輸入海洋的熱量以及海洋反饋給大氣的熱量到底是多少仍舊不清楚，研究人員們也沒有研制出能夠直接觀測(cè)海洋上邊界層熱通量的科學(xué)儀器。
近日，中國科學(xué)院南海海洋研究所尚曉東團(tuán)隊(duì)在海洋熱通量研究方面取得了新的進(jìn)展，相關(guān)研究成果發(fā)表在Acta Oceanologica Sinica上。據(jù)了解，尚曉東帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)在國家“十一五”高技術(shù)發(fā)展研究“863”計(jì)劃項(xiàng)目支持下，研制出了目前上響應(yīng)時(shí)間快的海洋探測(cè)快速溫度傳感器(響應(yīng)時(shí)間7ms)。在此研究技術(shù)的基礎(chǔ)之上，科研團(tuán)隊(duì)經(jīng)過十多年的技術(shù)研究與突破，在中科院科研裝備研制項(xiàng)目和先導(dǎo)專項(xiàng)A的支持下，自主研發(fā)制造出了可直接觀測(cè)海洋上邊界層熱通量的先進(jìn)設(shè)備——海洋熱通量儀。據(jù)了解，這款儀器是通過測(cè)量湍流的速度和溫度變化，來得出水下熱量的運(yùn)輸情況的。
隨后，研究人員利用海洋熱通量儀在三亞近海岸和南海北部展開了科學(xué)觀測(cè)，在上首次測(cè)量得出到了水下熱通量的相關(guān)數(shù)據(jù)。尚曉東表示，氣候的變化主要是由海洋來調(diào)節(jié)的，太陽向地球輻射的熱量、地球吸收和排放的熱量等這些熱量的其中一部分卻消失了，科學(xué)上被稱為“熱失匯”現(xiàn)象，因此有人猜測(cè)這一小部分的熱量有可能被海洋內(nèi)部儲(chǔ)存起來了。故而，研究水下熱通量的意義就在于此。
上述這一先進(jìn)的觀測(cè)海-氣通量技術(shù)將有望應(yīng)用于海洋科學(xué)研究、海產(chǎn)養(yǎng)殖以及氣候預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)等方面。此外，該研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人也表示，今后將會(huì)繼續(xù)開展一系列的科學(xué)研究，進(jìn)一步加強(qiáng)海洋熱通量儀的觀測(cè)性能，使其應(yīng)用于海底熱液噴口的熱通量的測(cè)量。
資料來源參考：中國科學(xué)院南海海洋研究所、羊城晚報(bào)、百度百科
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