近日，Journal of Physical Oceanography在线发表了海洋与大气学院的最新科研成果“Observed Mixing Processes in Prydz Bay, Antarctica during Austral Summer”（南极普里兹湾夏季混合过程观测研究）。该成果第一作者为海洋与大气学院青年教师李家宁博士，通讯作者为海洋与大气学院/物理海洋教育部重点实验室史久新教授和杨庆轩教授。
南极海域水文动力环境复杂，微尺度混合可促使不同水团的性质发生显著变化，最终下沉形成南极底层水，从而调节全球环流、热量和碳循环，影响气候系统。尽管如此，人们对南极海域的混合过程知之甚少，尤其是已被证实为南极底层水主要生成区域之一的普里兹湾海域，目前关于此区域混合特征的认知尤为不足。
本研究利用中国第31次南极科学考察期间的现场观测，对普里兹湾混合的空间分布、驱动机制及混合效率进行了深入探究。受多种动力、热力过程复杂共存的影响，普里兹湾微尺度混合的空间差异十分显著（图1）。在陆架区域，湍流混合占主，呈现出高湍动能耗散、高热扩散系数以及低温方差耗散的特征；陆坡区域则普遍存在扩散对流不稳定，总体呈低湍动能耗散率、低热扩散系数和高温方差耗散率；陆架坡折区域则是湍流混合与对流扩散混合共存，使湍动能耗散率、热扩散系数和温方差耗散率均表现为强值。冰架与潮流相互作用（子区#1）、变性绕极深层水入侵陆架（#3）和强背景流与地形相互作用（#4）等过程，使混合特征更加复杂多变。此外，不同于中低纬海域水体，普里兹湾水体在垂向上呈现热盐不稳定，且层结由盐度主导，这使得温跃层处的混合效率远低于经验值。
本研究阐明了普里兹湾海域复杂动力、热力环境影响下混合的驱动机制与变异规律，强调了极区混合与中低纬混合的显著差异。该成果对南极其他海域混合研究的开展具有重要参考价值，并为进一步刻画混合在冰架-海洋相互作用、南极底层水生成过程中的作用奠定了坚实基础。
图1. 普里兹湾400米以浅混合耗散空间分布。（a-e）为不同子区特纳角Tu、湍动能耗散率ε、温方差耗散率χθ、热扩散系数Kθ和混合效率Γ的垂向剖面，虚线为混合层深度；（f-h）为各站位深度平均的ε、χθ和Kθ，（f）中点划线所示为子区#1-#5。
发表文章列表：
Li, J., Y. Sun, J. Shi, G. Guo, H. Sun, and Q. Yang, 2025: Observed Mixing Processes in Prydz Bay, Antarctica during Austral Summer. J. Phys. Oceanogr., https://doi.org/10.1175/JPO-D-24-0192.1, in press.
文章链接：https://journals.ametsoc.org/view/journals/phoc/aop/JPO-D-24-0192.1/JPO-D-24-0192.1.xml