激光捕捉风与浪的无形之舞

波长约一米的短波移动速度低于风速。这会导致气流分离：波峰阻挡风力，形成压差从而将能量传递给波浪。而长达100米的长波移动速度超过风速，其运动会产生不同的气流模式。这些机制在波场不同区域同时作用——这一关键发现将推动大气和海洋模型的进步。

对天气、气候与海洋生物化学的意义

风浪相互作用是地球气候与天气系统的核心要素。尽管学界普遍认同这些复杂相互作用控制着大气与海洋之间能量、热量及温室气体的交换——进而影响海况、天气和洋流，但其作用机制至今仍不甚明了。研究团队计划进一步升级系统，以更精确捕捉水面下的运动。

"目前尚未有人能在如此接近海面的位置测量气流，更不用说在如此微观尺度上绘制能量交换机制图谱，"首席作者Buckley表示，"我们的观测照亮了物理学的未知疆域。这将推动理论框架发展，建立更精确的海气交换过程描述——这些过程至今仅被部分认知。"

公海上空的独特成像技术

该成像基于可穿透空气与水体的激光：绿色光束击中空气中的水微粒——类似阳光照射下的雾气。这些微粒随气流运动，散射激光并显现空气中最微小的运动。同时激光穿透水面，在风驱水面发生折射，从而揭示水体表面结构。这种组合技术实现了气液两相的可视化。该方法基于粒子图像测速技术(PIV)，这是流体力学领域的成熟技术。PIV能提供流动结构和风速的精确数据，此次是该项技术首次在公海应用。

面向变化世界的前沿研究

亥姆霍兹Hereon研究中心的科研使命是守护宜居星球。约1000名员工通过知识创新与技术研发提升环境韧性与可持续性——为气候、海岸和人类谋福祉。从构想到创新的路径贯穿实验研究、建模与人工智能的持续互动，最终形成可模拟气候海岸多样参数或人类生物特征的数字孪生体。这种跨学科方法涵盖从复杂系统的基础科学认知到场景化实践应用的全链条。作为国内外研究网络及亥姆霍兹联合会的活跃成员，Hereon通过知识转化助力政府、企业和社会的可持续发展建设。