海洋所在菲律賓海環(huán)流對(duì)厄爾尼諾復(fù)雜性響應(yīng)方面獲新進(jìn)展
近日,中科院海洋所王凡研究團(tuán)隊(duì)在菲律賓海環(huán)流和海平面在特定厄爾尼諾事件中的變化規(guī)律及動(dòng)力機(jī)制研究取得新進(jìn)展,研究成果發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊Journal Geophysical Research: Oceans(《地球物理學(xué)研究雜志-海洋》)上。
菲律賓海是熱帶西北太平洋海平面及上層環(huán)流年際變率最強(qiáng)的區(qū)域,與厄爾尼諾-南方濤動(dòng)(ENSO)密切聯(lián)系。菲律賓海在厄爾尼諾發(fā)展期春夏季通常會(huì)出現(xiàn)海平面下降和上層的氣旋式環(huán)流異常,對(duì)下游環(huán)流、氣候和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。然而,厄爾尼諾事件在強(qiáng)度、發(fā)展時(shí)間、空間型等方面的復(fù)雜性,一定程度上造成了每個(gè)獨(dú)立事件中上述變化的差異。
王凡研究團(tuán)隊(duì)基于觀測、再分析的海表高度場及流速數(shù)據(jù),利用約化重力海洋模式,揭示了菲律賓海海平面和環(huán)流在2006年及2009年厄爾尼諾事件中的特殊變化,分析了其背后的動(dòng)力機(jī)制,總結(jié)了相應(yīng)特殊變化發(fā)生的氣候背景條件。研究結(jié)果表明,不同于其它厄爾尼諾事件,2006年和2009年春夏季菲律賓海出現(xiàn)了海平面上升,伴隨著反氣旋式異常環(huán)流。受此影響,下游區(qū)域也出現(xiàn)特殊變化,例如北赤道流分叉點(diǎn)南移,棉蘭老流向蘇拉威西海入侵增強(qiáng),望加錫海峽的印尼貫穿流異常增強(qiáng)。觀測表明2006和2009厄爾尼諾前一年冬天持續(xù)而強(qiáng)勁的赤道東風(fēng)可能是上述變化的主要成因。模式敏感性實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步表明,厄爾尼諾事件前一年三月至當(dāng)年二月的風(fēng)場最為關(guān)鍵,其中西北太平洋中部的負(fù)風(fēng)應(yīng)力旋度起到主導(dǎo)作用,而赤道風(fēng)場的作用次之。上述風(fēng)場通過激發(fā)西傳的下沉Rossby波造成了2006年和2009年春夏季菲律賓海海平面上升。此外,分析指出菲律賓海的上述特殊變化更容易在拉尼娜事件后的晚發(fā)型弱厄爾尼諾事件發(fā)展期出現(xiàn)。該研究成果將為了解ENSO復(fù)雜性的影響、認(rèn)識(shí)和預(yù)測區(qū)域海平面及環(huán)流變化提供重要支持。

2006/2007 (a), 2009/2010 (b), 其他厄爾尼諾事件合成(c) 菲律賓海海表高度及上層環(huán)流異常

赤道西太平洋緯向風(fēng)速 (a),西北太平洋Ekman抽吸速度 (b),2006/2007及2009/2010 (c) 和其他厄爾尼諾合成的 (d) SLA(填色)疊加Ekman抽吸速度(等值線)的時(shí)間-經(jīng)度圖
論文第一作者為中科院海洋所博士李睿,通信作者為王凡研究員,合作者為李元龍研究員、任秋萍博士和呂宜龍博士,研究得到了國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)和山東省自然科學(xué)基金資助。
文章信息:Li, R., Wang, F., Li, Y., Ren, Q., & Lyu, Y. (2023). Special sea-level and circulation anomalies in the Philippine Sea during the 2006/2007 and 2009/2010 El Ni?o events. Journal of Geophysical Research: Oceans, 128, e2022JC019537. https://doi.org/10.1029/2022JC019537
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