近日，我所科研團(tuán)隊在自主非靜力海洋環(huán)流模式研發(fā)及南海北部公里級（1/90°）海洋環(huán)境數(shù)據(jù)共享方面取得重要進(jìn)展。

隨著海洋與氣候研究的不斷深入，海洋環(huán)流模式的水平分辨率也不斷提高，發(fā)展能夠刻畫亞中尺度過程的公里級模式已成為前沿之一。但是，由于海洋運動的水平尺度與局部垂向尺度相當(dāng)，靜力近似已不適用于百米-公里級高分辨率海洋數(shù)值模擬。基于壓力修正方法，以動壓修正項形式將非靜水分量引入我所自主MASNUM靜力海洋模式中，對靜力模式計算的溫鹽流場進(jìn)行非靜力壓強(qiáng)修正。

基于構(gòu)建的自主MASNUM非靜力海洋模式，首先開展了封閉區(qū)域理想駐波實驗（圖1），對比分析結(jié)果表明，靜力模式由于對壓強(qiáng)梯度刻畫不準(zhǔn)確，使得中部區(qū)域的水平流速偏弱，導(dǎo)致海水向兩側(cè)堆積，進(jìn)而形成偏強(qiáng)的垂向速度；而引入非靜力動壓修正后，模擬的流速與解析結(jié)果的平均偏差與靜力模式相比降低了約90%，顯著提高了壓強(qiáng)及流場的刻畫精度，流場的長周期變化特征也明顯改善。

其次，針對南海多尺度海洋動力過程相互作用研究的需求，構(gòu)建了南海北部公里級（水平分辨率為1/90°，垂向75層）非靜力海洋環(huán)流模式。與實測資料的對比結(jié)果顯示，相較于靜力近似模式，非靜力模式模擬的垂直流速普遍更強(qiáng)，能夠揭示更多且更精細(xì)的小尺度動力過程。非靜力模式模擬的溫度剖面相較于靜力模式更貼近Argo觀測數(shù)據(jù)（圖2），尤其在呂宋海峽以西、內(nèi)潮活躍的區(qū)域表現(xiàn)顯著，表明在海洋環(huán)流模式中引入非靜力動壓項能夠有效提升溫度垂向結(jié)構(gòu)的刻畫精度。

基于構(gòu)建的公里級（1/90°）非靜力海洋環(huán)流模式制作并在科學(xué)數(shù)據(jù)中心（Science Data Bank）全球共享了2019一整年、時間分辨率為日尺度的南海北部海洋環(huán)境模擬數(shù)據(jù)集（https://doi.org/10.57760/sciencedb.27570，包括海表高度、正壓水平流速等二維場，以及溫度、鹽度、流速等三維場），可為深入解析南海北部多尺度海洋動力過程相互作用、中尺度渦旋與亞中尺度過程的動力特征及季節(jié)變化規(guī)律等研究提供更精細(xì)的數(shù)據(jù)支撐。

相關(guān)工作以“Submesoscale daily data from a non-hydrostatic OGCM at 1/90° resolution over Northern South China Sea in 2019”為題目發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊《Scientific Data》（https://doi.org/10.1038/s41597-026-06653-1）。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費專項資金資助項目、國家重點研發(fā)計劃、山東省自然科學(xué)青年基金、海洋十年國際合作中心科技合作項目、中韓聯(lián)合海洋研究中心項目的資助，論文第一作者是莊展鵬副研究員，主要合作者包括我所宋振亞研究員、舒啟研究員、孫麗娜助理研究員和袁業(yè)立院士，通訊作者為宋振亞研究員。

 圖1  a：理想實驗中流場斷面在0.8s的解析計算結(jié)果；b：非靜力海洋模式的模擬結(jié)果；c：靜力海洋模式的模擬結(jié)果

圖2 非靜力與靜力模式模擬的溫度剖面與Argo觀測資料的對比