近日，来自中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室（LTO）的尚晓东团队，经过十多年的研发，终于自主研制出了首台海洋热通量仪，并在国际上首次测量得到水下热通量数据。据了解，研究团队研制出了目前国际上响应时间快的海洋探测快速温度传感器。在此基础上，科研团队自主研发制造出了海洋热通量仪。
海洋热通量仪在海上布放作业，资料图
每时每刻，太阳都在向地球辐射着热量，而地球也在不断吸收着这些热量。但是科学家们来一直以来有个疑惑，因为两者之间有着大约20%的差，也就是说大约有五分之一的热量不知道去了哪里。
据了解，海洋与大气间存在着复杂的强迫与反馈过程，海-气界面是这一过程的唯一通道。发生在海洋与大气界面上的动量和热量等微尺度交换过程对大尺度的大气与海洋耦合动力系统会产生极其重要的影响，这一过程能强烈地影响大气边界层结构，同时也直接影响着海洋上混合层的厚度和温跃层的深度，进而影响海洋环流结构和物质输运状况。
海-气耦合界面大气边界层观测技术已经很成熟，为海-气通量研究做出了重要贡献。然而海洋上边界层热量的输送仍然不清楚，也就是说大气、太阳辐射等输入海洋的热量以及海洋反馈给大气的热量是多少仍然不清楚，这局限于观测技术和手段，此前没有相关仪器可以直接观测海洋上边界层热通量。
而这个问题之所以长期存在，一部分原因在于，人类还没有掌握海下的热通量的监测手段。而此次，我国自主研制的首台海洋热通量仪，则在国际上首次测量得到水下热通量数据。研究人员利用海洋热通量仪在三亚近海岸和南海北部进行了观测，在国际上首次测量得到水下热通量数据，发表的论文分析了风浪区海洋湍流涡旋对热通量输运的作用。
据了解，尚晓东团队在国家“十一五”高技术发展研究“863”计划项目支持下，研制出目前国际上响应时间最快的海洋探测快速温度传感器（响应时间7ms），在此基础上研究团队经过十多年的努力，在中科院科研装备研制项目和先导专项A的支持下，自主研制出了海洋热通量仪。
尚晓东说，“这是一个原创性的工作，国际上也很需要这种仪器。”据了解，海洋中的热量传输的形式主要是湍流，因此海洋热通量仪就是通过测量湍流的速度和温度变化，来得出水下热量的输送情况。而这一技术将来在海洋科学研究、海洋养殖、气候预测预报等方面将会得到应用。
水下热通量观测地点以及观测系统的结构，资料图
尚晓东也表示，今后还会开展一系列的实验研究，进一步完善仪器，也有可能会将仪器放置于海底的热液喷口，来测量热液喷发所喷发的热通。目前，该研究成果已在《海洋学报》英文版上发表。
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