海洋作为一个高度复杂的动力系统，其运动特征呈现出显著的多尺度相互作用特性。其中，中尺度与亚中尺度过程在海洋能量收支和物质输运方面起着关键调控作用。随着数值模拟技术的发展，高分辨率（约10 公里）和超高分辨率（小于5公里）全球海洋环流模式已成为对于这些重要海洋过程进行机制研究时不可或缺的工具。然而，当前海洋模式发展正面临一个突出困境：一方面，提高模式分辨率以更精细刻画海洋多尺度过程的需求日益迫切；另一方面，计算资源和存储能力的限制又严重阻碍了超高分辨率模式的实际应用。这一核心矛盾已然成为当前制约海洋模式发展的主要瓶颈。
中国科学院大气物理研究所与崂山国家实验室的科研团队近期在海洋模式领域取得重要进展，其合作研究成果以"The simulation of the South China Sea by the variable resolution version of the global ocean general circulation model LICOM3.0"为题，发表于国际期刊《Ocean Modelling》。该研究基于全球海洋环流模式LICOM3.0，创新性地开发了一种新型三极网格变分辨率技术，成功构建了区域超高分辨率的全球变分辨率海洋模式。
在使用远低于同等超高分辨率全球模式的计算和存储开销下，该研究成功实现了在南海区域超高分辨率（0.02°）、在其它区域高分辨率（0.1°）的长期稳定全球海洋模拟。研究结果表明，当南海区域分辨率从0.1°提升至0.02°时，模式对亚中尺度过程的刻画能力得到显著增强，可以有效捕捉锋生、地形尾流产生的亚中尺度流动现象及其季节变化，为深入研究区域海洋动力过程提供了新的技术手段。
论文第一作者为中国科学院大气物理研究所博士研究生于江风，通讯作者为崂山实验室研究员刘海龙和博后谢经纬。合作者包括中国科学院大气物理研究所研究员林鹏飞、工程师于子棚、博士研究生白佳慧。本研究得到了国家自然科学基金项目(U2242214和92358302)，国家基础研究发展重点研发计划(2022YFC3104802)，泰山学者项目(tstp20231237)的资助。本研究的计算得到了国家重大科技基础设施项目“地球系统数值模拟装置”和崂山实验室(No. LSKJ202300301)的支持。
论文信息：
Yu, J.F., Xie, J.W., Liu, H.L., Lin, P.F., Yu, Z.P., Bai, J.H., 2025. The simulation of the South China Sea by the variable resolution version of the global ocean general circulation model LICOM3.0. Ocean Modelling 196, 102549. https://doi.org/10.1016/j.ocemod.2025.102549
图1 (a)加密后网格分布示意图，(b)加密后网格分辨率，单位为km
图2 0.1°分辨率试验(a)2000年1月1日与(c)2000年7月1日罗斯贝数。(b, d)与(a, c)相同但为南海0.02°分辨率试验
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发表于 2025-4-22 10:07:51
