刘传玉 研究员

大洋环流与海洋混合
研究方向: 大洋环流与海洋混合
岗  位: 研究员
部  门: 海洋环流与波动重点实验室
联系方式: 0532-82896095
电子邮件: chuanyu.liu@qdio.ac.cn
个人网页:
中国科学院海洋研究所研究员,博士生导师。201512月入选中科院引进海外高层次人才计划青年项目,201611月入选国家引进海外高层次人才计划青年项目,20179月入选青岛海洋科学与技术国家实验室“鳌山人才”优秀青年学者。研究方向为海洋中小尺度不稳定、海洋混合和海洋数据同化技术应用。

海洋中小尺度过程对物理海洋学的观测能力提升、理论创新和数值模拟技术改进均带来新的挑战,是当前国际研究前沿和热点。本人十余年来致力于海洋中小尺度动力过程、海洋混合及大尺度效应研究,取得的主要研究成果包括:

a)中尺度:给出了中尺度涡致各向异性混合规律并阐释其机理,为海洋模式和海气耦合模式改进提供参考;发现了不同垂向结构斜压不稳定波发生规律及其与不同垂向结构中尺度涡发生规律的机制联系,为不同结构中尺度涡的观测预测提供理论依据;发现了热带不稳定波Rossby波状涡旋模态和Yanai波状赤道模态(即vTIWeTIW双模态)倾斜流态结构特征;发现了太平洋赤道区域及北赤道潜流区域次表层热带不稳定波。

b)小尺度:系统阐释了热带不稳定波对温跃层混合规律的影响;发现并揭示了次表层热带不稳定波对温跃层深层混合的影响;揭示了不同动力模态和时空尺度赤道波动(赤道陷波)对复杂垂向结构和时间变异湍流混合的影响机制;发现了热带障碍层混合并揭示其对上层海洋影响规律。通过上述工作,确立了赤道温跃层(次表层)混合的普遍存在性,给出了热量从表层向更深层传输的新机制,为ENSO机理研究和数值模式改进提供了重要启示。

c)海洋内部参数最优估计:为补充观测能力和理论认知不足,利用国际先进的四维变分(伴随敏感性分析)同化技术开展最优海洋状态估算研究及高影响海气事件(如El NioTIW)对关键海洋参数的敏感性研究,为理论创新、针对性观测设计和数值模拟改进提供直接参考。反演给定了全球海洋海洋侧向和垂向混合系数的平均最优结构并解释了其发生机制,引领国际对海洋混合系数的最优反演估算工作,构建了 “两洋一海”(太平洋-南海-印度洋)四维变分(伴随)同化及大洋状态估算系统系统(TOOSSE)。

Nature Communications, Journal of Physical Oceanography, Geophysical Research Letters, Journal of Geophysical Research, Ocean Modelling等国内外专业期刊发表论文30余篇。代表性成果得到了国内外知名科学家认可,如得到15名中科院院士、美国国家科学院院士、美国地球物理学会会士等级别顶尖科学家及数十位国内外知名科学家引用;被十几次大篇幅单独引述;被Nature Climate Change, Nature Communications, Science Advances等顶级期刊、《中国物理海洋学研究70年》综述文章及《海洋环流与气候—21世纪视角》英文著作引用。值得指出的是,本人工作直接引导了大西洋次表层热带不稳定波的发现及推动了大洋状态估算系统的发展。
教育经历

 2004-2009年,中国科学院海洋研究所,物理海洋学,获博士学位

 2000-2004年,中国海洋大学海洋系,获学士学位

工作经历

 2016-至今,中国科学院海洋研究所,博士生导师

 2015-至今,中国科学院海洋研究所,特聘研究员、研究员

 2009-2015年,德国汉堡大学海洋研究所,博士后助理研究员

主持或参加主要科研项目情况

1.中国科学院战略先导性科技专项(B类)(“印太交汇区地球系统模式及观测体系”项目)子课题:“两洋一海”高分辨率大洋状态估算系统发展(起止时间:20201-202412月)

2.中国科学院战略先导性科技专项(A类)(“深海界面过程与生命演化前沿问题研究”项目)课题:复杂地形下水文动力过程与生物区系形成(起止时间:201810-202310月)

3.国家自然科学基金委面上项目:太平洋热带不稳定波双模态、跨赤道、倾斜流态结构变异机制及跨尺度效应研究 (项目编号:4197601220201-202312月)

4.基金委、中科院、海洋国家实验室人才项目及海洋所人才项目匹配:物理海洋-海洋混合-海洋数据同化(起止时间:20181-202312月)

5.中国科学院国家重大科技基础设施维改项目:基于科学号的海洋动力环境自主观测系统研制(参与;起止时间:202111-202412月)
发表的代表性文章(限10篇)

1.Liu, C.*, Huo, D., Liu, Z., Wang, X., Guan, C., Qi, J., & Wang, F. (2022). Turbulent mixing in the barrier layer of the equatorial Pacific Ocean. Geophysical Research Letters, 49, e2021GL097690. https://doi.org/10.1029/2021GL09769

2.Liu, C.*, Feng, L., K?hl, A., Liu, Z., & Wang, F. (2022). Wave, vortex and wave-vortex dipole (instability wave): three flavors of the intra-seasonal variability of the North Equatorial Undercurrent, Geophysical Research Letters, DOI: 10.1029/2021GL097239

3.Wang, X., Liu, C.*, K?hl, A. Geng W., Wang F. and Stammer D. The adjoint-based Two Oceans One Sea State Estimate (TOOSSE). J. Ocean. Limnol. 40 (1), 121 (2021). https://doi.org/10.1007/s00343-021-0439-9

4.Ling Feng; Chuanyu Liu*; Armin K?hl; Detlef Stammer; Fan Wang* (2021), Four Types of Baroclinic Instability Waves in the Global Oceans and the Implications for the Vertical Structure of Mesoscale Eddies. Journal of Geophysical Research: Oceans, 2021, 126: 1-24.

5.Chuanyu Liu*, Xiaowei Wang, Zhiyu Liu, Armin K?hl; William Smyth, Fan Wang (2020), On the formation of a subsurface weakly sheared laminar layer and an upper thermocline strongly sheared turbulent layer in the eastern equatorial Pacific: interplays of multiple time scale equatorial waves. Journal of Physical Oceanography, DOI: 10.1175/JPO-D-19-0245.1

6.Chuanyu Liu*, Liyuan Fang, Armin K?hl; Zhiyu Liu, William Smyth, Fan Wang (2019), The Subsurface Mode Tropical Instability Waves in the Equatorial Pacific Ocean and Their Impacts on Shear and Mixing. Geophysical Research Letters, 46.https://doi.org/10.1029/2019GL085123

7.Bowen Sun; Chuanyu Liu*; Fan Wang*(2019), Global meridional eddy heat transport inferred from Argo and altimetry observations, Scientific Reports, 9(1345 )

8.Chuanyu Liu*; Xiaowei Wang*; Armin K?hl; Fan Wang; Zhiyu Liu (2018), The northeast-southwest oscillating equatorial mode of the tropical instability wave and its impact on equatorial mixing. Geophysical Research Letters, 2018, 70:559-571. DOI: 10.1029/2018GL080226.

9.Chuanyu Liu*; Armin K?hl; Zhiyu Liu; Fan Wang; Detlef Stammer (2016),Deep-reaching thermocline mixing in the equatorial Pacific cold tongue. Nature Communications, 2016, 7(1): 0~11576   

10.Chuanyu Liu; Armin Koehl*; Detlef Stammer (2012),Adjoint-Based Estimation of Eddy-Induced Tracer Mixing Parameters in the Global Ocean, Journal of Physical Oceanography, 2012, 42: 1186~1206