海洋涡旋上方的海冰运动学特征表征

中尺度/亚中尺度范围内的涡旋在北冰洋普遍存在，在调节淡水收支、热量传输和海冰输送方面发挥着关键作用。虽然观测表明海冰动力学与底层湍流之间存在强烈联系，但由于难以同时获取海冰和海洋测量数据，量化这种关系仍是一项艰巨的任务。最近，一项使用独特算法追踪海冰浮冰的创新研究表明，浮冰可以用作海洋的涡度计。在此，我们通过使用理想化涡旋模型估计自由漂移浮冰与底层海洋涡旋之间的运动学联系，对这一结果进行了数值和解析评估。这些分析被扩展以探索准地转湍流中的局部涡旋，从而更真实地表示北冰洋中的涡旋。我们发现，在这两种流场中，浮冰旋转率与海洋涡度之间的关系取决于浮冰相对于涡旋的大小。当浮冰大小接近并超过涡旋大小时，浮冰旋转率会偏离海洋涡度的一半。最后，研究了浮冰厚度、大气风和浮冰间碰撞对浮冰旋转的影响。推导出的关系和浮冰统计为利用浮冰运动的遥感观测来表征中小尺度涡旋涡度奠定了基础。这种创新方法为量化北冰洋涡旋特征开辟了新的可能性，为更准确的气候预测提供了有价值的输入。