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　　挑戰(zhàn)者深淵是世界上最深的深淵。它作為海洋深層的關(guān)鍵通道，對大洋深層水自南大洋向西北太平洋的輸送具有重要意義，同時深淵自身通過垂向混合實(shí)現(xiàn)與上層深海的水體和物質(zhì)交換。由于現(xiàn)場觀測的匱乏，目前對于挑戰(zhàn)者深淵深層環(huán)流結(jié)構(gòu)和深層水通量的認(rèn)識還存在很大的不足。中科院深海所海洋環(huán)流觀測與數(shù)值模擬研究室聯(lián)合中科院沈自所水下機(jī)器人研究室于2018年9月在挑戰(zhàn)者深淵利用7000級“海翼”水下滑翔機(jī)開展了連續(xù)觀測（圖1）。通過解析觀測的高分辨率水文資料，揭示了挑戰(zhàn)者深淵中深層水團(tuán)和環(huán)流的三維結(jié)構(gòu)并研究了當(dāng)?shù)厣蠈雍Ｑ髮^境臺風(fēng)的熱力學(xué)響應(yīng)。 

　　基于“海翼”滑翔機(jī)觀測的高分辨率水文資料，研究人員分析了深淵中深層水團(tuán)特性、環(huán)流結(jié)構(gòu)以及流經(jīng)深淵的深層水流量。發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)者深淵中的深層水團(tuán)和環(huán)流存在復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)（圖2）。水團(tuán)結(jié)構(gòu)為近似三層分布，從3000米至7000米，先從東北-西南分布型變成南-北分布型，而后逐漸變成東-西分布型；這種結(jié)構(gòu)可能由地形導(dǎo)致的水體抬升、平流以及混合擴(kuò)散過程共同作用形成。深層環(huán)流主要為隨深度減弱的西向流，且存在較大的深層水通量流經(jīng)深淵。該研究結(jié)果有助于更全面地認(rèn)識挑戰(zhàn)者深淵的水文狀況。相關(guān)研究成果（研究論文“Ocean circulation in the Challenger Deep derived from super-deep underwater glider observation”）已在國際知名地學(xué)期刊《Geophysical Research Letters》在線發(fā)表。徐洪周研究員為論文的通訊作者，博士生江會常為論文的第一作者。 

　　在觀測期間，“海翼”滑翔機(jī)還捕捉了當(dāng)?shù)厣蠈雍Ｑ髮θ齻€過境臺風(fēng)（山竹，譚美，康妮）的熱力學(xué)響應(yīng)過程（圖3a）。研究人員發(fā)現(xiàn)，在臺風(fēng)期間，海洋上混合層的降溫為0.5-0.7？C，強(qiáng)風(fēng)導(dǎo)致了混合層的層結(jié)破壞與再生成，太陽輻射及近慣性振蕩等其他過程也造成了混合層的振蕩（圖4）。研究人員還發(fā)現(xiàn)了臺風(fēng)期間兩種分別由局地降水機(jī)制和平流機(jī)制導(dǎo)致的障礙層，強(qiáng)風(fēng)強(qiáng)降水的同步還會造成的海洋障礙層的高頻變化。相關(guān)研究成果（研究論文“Response of the upper ocean to tropical cyclone in the Northwest Pacific observed by gliders during fall 2018”）發(fā)表在知名期刊《Acta Oceanologica Sinica》上。徐洪周研究員為論文的通訊作者，碩士生倪澤楷為論文的第一作者。 

　　該研究工作得到了科考船“探索一號”、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、中科院戰(zhàn)略重點(diǎn)研究計(jì)劃、中科院前沿基礎(chǔ)研究項(xiàng)目等共同資助。 

　　Jiang, H., Xu, H., Vetter, P. A. et al. (2021). Ocean circulation in the Challenger Deep derived from super-deep underwater glider observation. Geophysical Research Letters, 48, e2021GL093169. https://doi.org/10.1029/2021GL093169 

　　Ni, Z., Yu, J., Shang, X. et al. Response of the upper ocean to tropical cyclone in the Northwest Pacific observed by gliders during fall 2018. Acta Oceanol. Sin. 40, 103–112 (2021). https://doi.org/10.1007/s13131-020-1672-3 

圖1. 兩臺7000米級“海翼”滑翔機(jī)在挑戰(zhàn)者深淵的觀測軌跡 

圖2. 位溫（θ）、鹽度（S）、位勢密度（σ₄）、環(huán)流（矢量箭頭）3000、4000、5000、6000、7000米深度上的水平分布 

圖3. 臺風(fēng)路徑及區(qū)域衛(wèi)星SST變化 

圖4. 三個臺風(fēng)期間的海洋上層溫度、鹽度、密度、浮力頻率剖面變化圖