小洋流，大影响：卫星突破揭示了隐藏的海洋力量
如果一些最小的洋流被证明是塑造我们星球气候的最强大力量，那会怎样？ 这个问题是德克萨斯 A&M 大学海洋学系副教授 Jinbo Wang 共同领导的新研究的核心，他的工作登上了 4 月 17 日的《自然》杂志封面。 对于 Wang 和他的同事以及全球科学界来说，这是一个重要的时刻——标志着二十年来一项耗资 10 亿美元的国际水任务的一个里程碑制定并反映了德克萨斯 A&M 大学的长期战略，以加强其在卫星海洋学和气候研究方面的领导地位。 Wang 在加利福尼亚州的 NASA 喷气推进实验室 （JPL） 工作了九年多后加入了德克萨斯 A&M，在那里他与 JPL 和法国航天局 CNES（国家空间研究中心）和加州理工学院的同事一起帮助奠定了这项研究的基础。 最近的 Naturepaper 建立在这些团队。 什么是涡流 -- 我们为什么要关心？ 漩涡就像海洋中的一个迷你漩涡。 想象一下河流中岩石后面的漩涡水——海洋中的漩涡以类似的方式发挥作用，只是更大，更难观察。 有些绵延数百公里，帮助在全球范围内传递热量、营养物质和能源。 它们对气候、天气和海洋生物至关重要。 虽然科学家们长期以来一直在研究大漩涡的洋流，众所周知，较小的漩涡被称为亚中尺度漩涡，很难探测。 这些洋流的宽度从几公里到 100 公里不等，直到现在，它们一直是海洋拼图的“缺失部分”。 海洋新视角 利用来自新地表水和海洋地形 （SWOT） 卫星的数据，Wang 和他在 JPL、CNES 和加州理工学院的合作者终于清楚地看到了这些难以看到的洋流。 “我们第一次可以直接观察全球小规模海洋过程，“Wang 说。 “事实证明，他们比我们想象的要强大得多。” 这一突破来自 SWOT 卫星，它使用 Ka 波段雷达干涉仪以毫米级精度测量海面高度的细微变化。 该仪器揭示了漩涡图案和内部海浪——到目前为止，从未从太空以这种比例捕捉到过这些特征。 “这些较小的电流携带的电流大得惊人能量，“Wang 解释说。 “它们在海洋上部和深部之间传递热量以及塑造海洋维持其生态系统和与大气相互作用的方式方面发挥着巨大作用。 这意味着它们可以影响海洋食物网和天气模式，例如飓风的形成方式和去向，或者厄尔尼诺和拉尼娜等事件的发展方式。 这些不仅仅是海洋特征——它们直接与影响我们所有人的气候系统有关。 一个快乐的惊喜 --以及全球突破 这种程度的成功并不能保证。 虽然 SWOT 满足了其科学要求，但包括 Wang 在内的许多科学家不确定它是否足够敏感，无法测量这些细微的海面变化。 但卫星背后的工程团队超出了预期。 “在卫星发射之前，我对预期的结果持悲观态度，”Wang 说。 “但卫星的性能比预期的要好四倍。 这个惊喜就是这个突破的可能性。 凭借好于预期的数据，该团队表明，亚中尺度运动——尤其是螺旋状漩涡和长内部孤立波——比以前认为的要强大和频繁得多。 这些微小而强大的运动搅动着海洋，帮助冷暖混合，长距离输送能量，从而影响海洋环流，最终影响天气和气候。 该研究强调了这些新数据在帮助科学家们改进他们的气候预测数值模型。 全球团队合作，数十年的形成 这项研究是由 SWOT 任务实现的，该任务是 NASA 和 CNES 在英国捐助的 10 亿美元联合努力。 以及加拿大航天机构。 任务开发涉及一个庞大的国际团队和 20 多年的规划、测试和创新。 “我们正在建立在二十年前开始的工作之上，”博士说。 Shari Yvon-Lewis，负责人德克萨斯 A&M 海洋学系。 “许多帮助设计这颗卫星和科学的人已经退休了。 这是对长期愿景、团队合作和奉献精神的致敬。 Hiring Wang 是德克萨斯 A&M 投资扩大其卫星海洋学专业知识的关键部分，该领域对于理解海洋物理学及其在气候系统中的作用至关重要。 他在 JPL 的经验以及在 SWOT 等全球合作中的领导能力使该大学处于太空海洋研究的前沿。 Wang 还领导着一个 NASA Ocean AI 工作组，专注于人工智能和机器学习如何帮助分析现有和未来的卫星数据，并帮助未来的任务设计。 他热衷于为下一个大型卫星任务做出贡献。 就目前而言，他的作品登上《自然》杂志的封面是一个值得庆祝的时刻，也提醒着我们海洋可以教会我们多少。 “这只是个开始，”Wang 说。 “我们终于拥有查看隐藏在众目睽睽之下的东西的工具。