近日，我院物理海洋学硕士毕业研究生汪心悦以第一作者在海洋科学领域国际权威期刊《Journal of Physical Oceanography》上发表了关于西太平洋海气净长波辐射（NLW）参数化方案的重要研究成果。论文由指导老师宋翔洲教授担任通讯作者，合作者包括自然资源部第二海洋研究所（以下简称海洋二所）周锋研究员领衔的观测团队、国家海洋环境预报中心（以下简称预报中心）陈陟副主任领衔的业务团队，加拿大麦吉尔大学黄毅教授，中山大学于卫东教授，我院海气相互作用团队，以及来自英国国家海洋中心（National Oceanographic Centre, Southampton, NOCS）的上一个海气界面长波辐射方案提出者Simon A. Josey教授，论文作者大部分为国际热带太平洋观测系统（Tropical Pacific Observing System, TPOS）科学工作组的成员（图1）。
图1：2018年底，在日本横滨市召开的TPOS科学工作组会议专家合影，前排右一和右二分别为我院宋翔洲教授和中山大学于卫东教授，右四为论文合作者预报中心陈陟副主任，左五为陈大可院士。
海气净长波辐射是海气热收支的重要组成部分，其估算误差是造成海表热通量不确定性的主要来源之一。受限于海上长期、连续、定点的双向长波辐射观测资料稀缺，现有NLW经验公式多基于中高纬或陆基观测条件建立，在云量复杂、对流活跃的热带西太平洋暖池区存在较大局限性。
图2：西太平洋暖池中TPOS海气浮标位置。彩色背景表示2010至2019年的10年气候态平均净长波辐射（单位：W·m‒2），灰色箭头表示气候态海表面风矢量（单位：m·s‒1），红线表示气候态28.5 °C的海表面等温线。白线表示从卫星获取的5 mm/day的气候态平均海表面降水量，表示热带辐合带（ITCZ）的边界。
基于由海洋二所负责运行与维护的TPOS 浮标（图2）获取的高时间分辨率海气与辐射观测资料，本研究检验了前人提出的长波辐射参数化方案在热带海域的适用性。在Josey等（2003）方案框架的基础上，研究结合西太平洋暖池区的湿度、云量特征和海表辐射特性，对参数化形式进行了改进，分别为暖池北缘和赤道暖池构建了两套长波辐射参数化方案。结果显示，新方案在不同时间尺度上均明显提高了净长波辐射的估算精度，其与观测的相关系数可达 0.83（图3），有效改善了传统经验公式在该区域的表现。
图3：观测与参数化估算的净长波辐射时间序列对比。（a）浮标 1 在 1–3 月期间的观测 NLW（红线）与新参数化方案估算结果（蓝线）的对比，灰色阴影表示用于参数化建立的样本时段，右侧为独立验证时段；（b）同（a），但对应浮标 3。
在完成硕士阶段学习后，汪心悦已赴德国攻读博士学位，进入阿尔弗雷德·魏格纳极地与海洋研究所（Alfred Wegener Institute，AWI）开展科研工作（图4）。AWI 隶属于德国亥姆霍兹联合会，是德国开展极地与海洋研究的重要科研机构之一。该研究成果及后续深造情况，体现了我院在以科研项目为依托、推进科教融合的人才培养模式下，在海洋科学人才培养和国际学术交流方面取得的积极成效。自2016年我院团队积极参与国际TPOS计划（Song et al., CLIVAR Exchanges, 2018）至2026年初利用TPOS观测在JPO刊发新型海气界面长波辐射参数化成果（Wang, ...... Song, 2026, Journal of Physical Oceanography），历时十载，在这期间，学院积极与预报中心开展科教融合平台建设，围绕厄尔尼诺预测，南海季风预测和共建自然资源部野外观测站等方面取得多项成果，有力夯实了我校海洋学科“理工结合”的特色，在后续工作中，将继续加强我院团队在海洋数值模式参数化方面的成果，并推动成果在预报中心业务系统中的应用，服务于国家海洋业务系统和海洋环境安全保障等工作。
图4：汪心悦在德国AWI攻读博士工作照。
论文链接为：https://doi.org/10.1175/JPO-D-25-0043.1
参考文献：
Ø Song, X., and Coauthors, 2018: China’s Vision towards the Tropical Pacific Observing System (TPOS) 2020. CLIVAR Exchanges, 75, 6–12.
Ø Wang, X., S. A. Josey, F. Zhou, M. Zhou, Y. Huang, Z. Chen, S. Hu, W. Yu, and X. Song, 2026: Observed air–sea net longwave radiation and new parameterization in the Western Tropical Pacific using TPOS buoy observations. J Phys. Oceanogr., https://doi.org/10.1175/JPO-D-25-0043.1
本研究得到国家自然科学基金项目（42425601、U23A2033、42106010）和全球变化与海气相互作用专项二期（GASI-01-WPAC-STspr）的资助。
