海洋所揭示新幾內(nèi)亞沿岸潛流年際變率的空間差異及其機(jī)制
近日,地學(xué)領(lǐng)域期刊《地球物理研究雜志:海洋》(Journal of Geophysical Research: Oceans)發(fā)表了中科院海洋所胡敦欣院士課題組最新研究成果“Currents off the Papua New Guinea coast during and after the El Nino of 2015-2016”,揭示了2015-2016極端El Nino事件期間熱帶太平洋西邊界流-新幾內(nèi)亞沿岸潛流的變化規(guī)律,以及年際信號(hào)的空間分布特征及其與上游環(huán)流之間的關(guān)系。
新幾內(nèi)亞沿岸潛流(NGCUC)作為一支重要的太平洋西邊界流攜帶著源于南太平洋的高鹽水團(tuán)和年際信號(hào)穿過(guò)所羅門(mén)海的復(fù)雜地形,通過(guò)不同的海峽進(jìn)入赤道太平洋,對(duì)ENSO期間南北半球間的水團(tuán)分配和暖池的調(diào)制具有重要意義。以往的觀測(cè)和數(shù)值模擬均指出進(jìn)入所羅門(mén)海的流量和通過(guò)Vitiaz Strait、Solomon Strait流向赤道太平洋的流量存在顯著的ENSO信號(hào),但該信號(hào)受所羅門(mén)海復(fù)雜海峽通道的影響以及沿西邊界流上下游的空間演變規(guī)律及其機(jī)制尚待進(jìn)一步探究。
近年來(lái),海洋所通過(guò)NPOCE國(guó)際計(jì)劃與巴布亞新幾內(nèi)亞大學(xué)建立了密切的合作關(guān)系,在新幾內(nèi)亞沿岸流域建立了長(zhǎng)期連續(xù)潛標(biāo)觀測(cè)陣列?;谟^測(cè)數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬,該研究發(fā)現(xiàn)所羅門(mén)海上400 m的平均輸送中約54%通過(guò)Vitiaz Strait流出,而在年際尺度上通過(guò)Vitiaz Strait的ENSO信號(hào)(0.84 Sv)要弱于Solomon Strait(1.1 Sv),體現(xiàn)了Vitiaz Strait狹窄地形對(duì)年際信號(hào)的限制作用。盡管如此,通過(guò)Vitiaz Strait的NGCUC仍然攜帶顯著的ENSO信號(hào),該信號(hào)在向西輸送的過(guò)程中明顯減弱。流量收支分析顯示,在NGCUC向西輸送并逐漸靠近赤道的過(guò)程中,與ENSO呈反相關(guān)的SEC南分支逐漸匯入NGCUC中,從而減弱了其年際變化強(qiáng)度。此外,El Nino期間NGCUC在溫躍層以上和以下分別表現(xiàn)出順時(shí)針和逆時(shí)針的跨赤道環(huán)流異常,相反的環(huán)流異常出現(xiàn)在La Nina期間。這種環(huán)流異常不是新幾內(nèi)亞沿岸的局地特征,而是ENSO循環(huán)充放電過(guò)程中大尺度環(huán)流異常的一部分。該研究揭示了熱帶太平洋西邊界流的重要分量-新幾內(nèi)亞沿岸潛流在2015-2016極端El Nino期間的變化規(guī)律,闡明了ENSO信號(hào)在上下游復(fù)雜地形條件下的空間演變特征及其機(jī)制,進(jìn)一步完善了對(duì)熱帶西太平洋環(huán)流年際變化的認(rèn)識(shí)。
論文第一作者為中科院海洋所博士研究生武杰,合作者包括張林林研究員、王凡研究員、胡敦欣院士以及巴布亞新幾內(nèi)亞大學(xué)Chalapan Kaluwin教授。研究得到了中科院先導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、“一帶一路”國(guó)際科學(xué)組織聯(lián)盟聯(lián)合研究合作專(zhuān)項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目資助。海上考察得到基金委共享航次計(jì)劃和中科院先導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)資助,依托 “科學(xué)”號(hào)考察船執(zhí)行。
文章信息:
Wu, J., Zhang, L.*, Wang, F., Kaluwin, C., & Hu, D. (2022). Currents off the Papua New Guinea coast during and after the El Nino of 2015–2016. Journal of Geophysical Research: Oceans, 127(12), e2022JC018760. https://doi.org/10.1029/2022JC018760
Zhang, L.*, Wu, J., Wang, F., Hu, S., Wang, Q., Jia, F., Wang, F., & Hu, D. (2020). Seasonal and interannual variability of the currents off the New Guinea coast from mooring measurements. Journal of Geophysical Research: Oceans, 125(12), e2020JC016242. https://doi.org/10.1029/2020JC016242

圖1(a)上400 m的平均流場(chǎng)以及與Nino3.4指數(shù)的相關(guān)系數(shù)。(b)不同斷面的氣候態(tài)平均流

圖2 ENSO期間合成得到的溫躍層以上和以下的環(huán)流異常。藍(lán)色寬箭頭表示氣候態(tài)平均流,紅色和藍(lán)色虛線箭頭分別表示順時(shí)針和逆時(shí)針環(huán)流異常
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