文/ Tiffany Whitfield
当bet8体育娱乐入口海洋 & 地球科学(OES)教授Tal 以察同意帮助一名生物海洋学研究生进行一项研究项目, 他不知道这会导致他挑战一个世纪的海洋学理论.
以察, 大学海岸物理海洋学研究中心成员, 帮助研究生黄青建立了一个海洋混合的计算机模型，可以用来研究海洋中生物颗粒的分布, 这是Huang与OES教授Alexander Bochdanski共同研究的一部分. 然而, 以察, 谁的主要研究重点是气候变化, 海平面上升和洪水预测, 他有一个附带项目的想法，用同样的模型来检验他在物理海洋学课上教授了多年的120年历史的海洋学理论的有效性.
最初的理论背后的故事要追溯到19世纪末的北极. 从1893年到1896年，挪威探险家弗里乔夫·南森(Fridtjof Nansen)带领弗拉姆人穿越北冰洋. 当他没能到达北极时, 他有许多新的海洋发现, 包括观察到海冰正在向风向的右侧漂移.
In 1905, 瑞典海洋学家Vagn Walfrid Ekman能够解释南森的观察结果，并发表了经典的Ekman理论(Ekman, 1905年)关于风驱动的洋流如何随深度变化(北半球向右). 该理论表明了地球自转(科里奥利效应)和风驱动洋流中的水湍流的重要性. 今天, “埃克曼运输”,“埃克曼层。,“埃克曼螺旋”和“埃克曼上升流”出现在大多数海洋学教科书中.
埃泽无意挑战埃克曼理论.
“自从我教授物理海洋学很长一段时间以来，我一直在使用埃克曼理论,他说. “对于物理和生物海洋学中的许多过程来说，这是一个非常重要的理论，比如上升流提高了许多地区的生物生产力.”
埃克曼理论假设有恒定的风, 恒定的(未知的)湍流和恒定的密度——在真正的海洋中很少发现的条件. “因此, 我设置了一些实验，通过将Ekman理论与计算机海洋模型进行比较来测试Ekman理论，该模型可以模拟更现实的海洋条件，包括风和波驱动的湍流混合,以谢解释说. 研究结果发表在上个月的《bet8九州登录入口》杂志上 海洋动力学.
“我用不同的风和不同密度的分层进行了20多个不同的模型实验，并证明了经典理论在哪些情况下更有效，哪些情况下不太准确,以谢说.
这项研究的一个重要发现是一个经验公式，使科学家能够根据观察到的风和混合层深度来估计湍流混合, 使原来的Ekman理论计算更适用于实际的海洋条件.
“这一发现可以帮助海洋学家研究许多重要的海洋过程, 比如在Bochdansky教授的生物实验室进行的项目,以谢说.
当埃克曼理论被提出时，“它是优雅而简单的, 但当时能够验证这一理论的观测非常有限, 而我使用的计算机模型根本不存在. 因此, 我决定测试我们如何使用计算机海洋模型来验证旧理论，并找出如何调整旧模型，使其更适用于真实的海洋条件,他说. “用我们今天拥有的更现代的工具来检验旧的理论总是很有趣的.”
遵循这个项目, 以察和Bochdansky的团队正在开展海洋中粒子物理-生物相互作用的跨学科研究. 黄计划明年在新奥尔良举行的海洋科学会议上展示初步结果.