报告题目一：海洋亚中尺度过程垂向热输运及其人工智能参数化

报告人：董济海 南京信息工程大学 教授

报告摘要：海洋亚中尺度过程的水平尺度约为百米至数十公里，时间尺度为数小时至数天，具有显著的非地转特征，并伴随强烈的垂向运动，其垂向速度可达 O(100) m d−1。这些过程能够在上层海洋产生显著的垂向热输运，对混合层结构、海洋热收支以及极端温度事件的演变产生重要影响。然而，受限于较小的空间尺度，当前多数海洋与气候模式仍难以显式分辨相关动力过程。

围绕亚中尺度垂向热输运的气候效应及其模式表达，本报告首先介绍其在海洋热浪演变中的作用。基于全球亚中尺度可分辨模拟的热收支诊断发现，亚中尺度垂向热输运对大气热通量驱动的海洋热浪形成负反馈：海表增暖增强上层海洋层结并使混合层变浅，进而抑制亚中尺度活动及其垂向热输运，从而减缓海洋热浪的增强并促进其衰减。

进一步针对粗分辨率模式无法显式解析亚中尺度垂向热输运的问题，本报告介绍一种基于深度神经网络的分辨率自适应参数化方案。该方案利用高分辨率模拟资料，学习亚中尺度垂向热通量与大尺度温度、流速及其水平梯度之间的非线性关系，并通过分辨率自适应系数表征不同网格尺度下未解析热通量的变化。测试结果表明，该方案能够较好地再现亚中尺度垂向热通量的水平分布和垂向结构，并改善模式对上层海温结构和混合层深度的模拟。

报告人简介：董济海，南京信息工程大学海洋科学学院副院长、教授。近年来主持国家自然科学基金青年基金和面上项目各1项、军工项目2项，在NC、GRL、JPO、JGR等国际主流期刊发表论文40余篇。获第一届江苏省高校海洋类专业青年教师讲课竞赛特等奖，2025年入选江苏省高校“青蓝工程”中青年学术带头人。兼任《海洋学报》和《海洋学报(英文版)》第一届青年编委会委员、江苏省海洋学会常务理事和副秘书长。

报告题目二：海洋边界层湍流混合参数化对亚中尺度涡旋数值模拟的影响

报告人：李庆 香港科技大学（广州）助理教授

报告摘要：亚中尺度混合层涡旋（MLE）和边界层湍流（BLT）是影响海洋上层混合的两种主要物理过程。它们在空间和时间尺度上有所重叠，其相互作用可能会显著影响两者分别对海洋垂向混合的作用。然而，在全球海洋环流模型（GCM）中，两者的效应通常是分开参数化的，并未考虑其相互作用。此外，虽然MLE近年来在全球海洋GCMs中得到逐步解析，BLT在可预见的未来仍将无法被解析从而需要参数化表征。因此，量化BLT的参数化对MLE数值模拟的影响至关重要。对此，我们在理想条件下的亚中尺度锋面数值模拟中比较了KPP和k-ε参数化下的风驱BLT对MLE的影响。结果显示，更强的BLT参数化诱导的垂向混合会引起亚中尺度垂向运动的增强、垂向浮力输送的提高、以及MLE诱导再层化速率的增加。这种MLE诱导再层化与BLT诱导去层化之间的紧密耦合作用，很大程度上可归因于BLT诱导的垂向混合增加了锋面区域的可利用势能，从而为MLE提供能量来源。这些结果表明，BLT参数化所存在的不确定性可能会导致MLE数值模拟结果的不确定性。因此，有必要将它们对海洋热量和物质垂向输送的影响进行综合评估。此外，较粗分辨率全球海洋GCM中，表征BLT和MLE的参数化应联合而非单独实现。

报告人简介：李庆博士，2006-2013年北京大学大气与海洋科学系本科、研究生，2018年获美国布朗大学地球、环境与行星科学系博士学位。2018-2021年在美国洛斯阿拉莫斯国家实验室流体与固体力学部从事博士后研究，2021年秋季加入香港科技大学（广州）地球与海洋大气科学学域任教。主要从事海洋边界层湍流、海浪、海洋垂向混合过程及其在气候系统中的作用的研究，进而为区域和全球气候模式开发参数化方案。

报告时间：2026年7月22日 09:30

报告地点：2号楼1201会议室

主持人：经志友 研究员