海洋所研究揭示熱帶-副熱帶影響下的源地黑潮和呂宋潛流年際變化
黑潮及其下的呂宋潛流作為熱帶太平洋西邊界流,對(duì)太平洋和我國(guó)近海的水文環(huán)境變化具有重要影響。近日,中國(guó)科學(xué)院海洋研究所胡敦欣院士課題組與菲律賓大學(xué)開(kāi)展合作研究,在熱帶太平洋西邊界流方面取得重要進(jìn)展,揭示了熱帶和副熱帶風(fēng)場(chǎng)強(qiáng)迫對(duì)源地黑潮和呂宋潛流年際變化的重要調(diào)控作用。相關(guān)成果在線發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Progress in Oceanography(一區(qū)Top期刊)。
菲律賓以東海域自南向北流動(dòng)的黑潮作為太平洋上層環(huán)流的重要組成部分,具有強(qiáng)大的物質(zhì)和能量再分配作用,深刻影響著海洋氣候和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)。在其之下的呂宋潛流是一支長(zhǎng)期存在的次表層流,為局地次表層水體向南輸運(yùn)提供了重要通道。然而,由于缺乏長(zhǎng)期連續(xù)的潛標(biāo)陣列直接觀測(cè),對(duì)于源地黑潮和呂宋潛流的年際變化尚缺乏認(rèn)識(shí),其變化機(jī)制亦存在爭(zhēng)議。近年來(lái),胡敦欣院士團(tuán)隊(duì)與菲律賓大學(xué)開(kāi)展國(guó)際合作,在呂宋島以東源地黑潮區(qū)域構(gòu)建了潛標(biāo)觀測(cè)陣列,獲取了4年多的直接測(cè)流數(shù)據(jù)。研究團(tuán)隊(duì)基于潛標(biāo)陣列觀測(cè)數(shù)據(jù),并開(kāi)展敏感性數(shù)值模擬試驗(yàn),研究了熱帶-副熱帶影響下的源地黑潮和呂宋潛流年際變化。
結(jié)果發(fā)現(xiàn),上層黑潮和下層呂宋潛流在年際尺度上的變化具有較高的一致性,且自西向東二者流速均表現(xiàn)出非線性減弱的特征(圖1)。分析發(fā)現(xiàn),在年際時(shí)間尺度上,海平面梯度能夠作為黑潮和呂宋潛流體積輸運(yùn)變化的替代性指數(shù)。繼而,研究團(tuán)隊(duì)利用衛(wèi)星高度計(jì)數(shù)據(jù)分別構(gòu)建了黑潮和呂宋潛流流量變化時(shí)間序列(1993-2020年),并發(fā)現(xiàn)二者變化與黑潮東邊界處海平面起伏的年際變化密切相關(guān)?;谠\斷分析和模式敏感性實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步表明,盡管在過(guò)去近三十年的大部分時(shí)間里,熱帶西太平洋風(fēng)場(chǎng)主導(dǎo)著黑潮和呂宋潛流的增強(qiáng)/減弱(圖2);但在2011年和2018-2020年潛標(biāo)觀測(cè)期間,來(lái)自于副熱帶西北太平洋的風(fēng)場(chǎng)強(qiáng)迫可以獨(dú)立于熱帶風(fēng)場(chǎng),導(dǎo)致黑潮和呂宋潛流的強(qiáng)度和水團(tuán)性質(zhì)產(chǎn)生顯著的年際變化。此外,分析指出位于呂宋潛流核心深度范圍內(nèi)(650-800米)的水團(tuán)自2019年7月以來(lái)經(jīng)歷了一次顯著的淡化事件,這主要?dú)w因于上述異常強(qiáng)烈的副熱帶風(fēng)場(chǎng)強(qiáng)迫產(chǎn)生的水平平流輸運(yùn)效應(yīng)。該項(xiàng)研究豐富了對(duì)黑潮和呂宋潛流系統(tǒng)年際變異調(diào)控機(jī)理的科學(xué)認(rèn)識(shí)。

圖1 沿18 N 斷面(a) 122.7 E, (b) 123.0 E, 和(c) 123.3 E潛標(biāo)站點(diǎn)觀測(cè)的經(jīng)向流速年際異常。(d) 不同潛標(biāo)站點(diǎn)50–500 m (實(shí)線) 和500–1000 m (點(diǎn)線)平均經(jīng)向流速時(shí)間序列。

圖2 1993–2020年北向流速異常事件期間(a)海平面異常(陰影),表層地轉(zhuǎn)流速異常(流線),20
論文第一作者為中國(guó)科學(xué)院海洋研究所博士后馬杰,通訊作者為中國(guó)科學(xué)院海洋研究所胡石建研究員。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)、山東省自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院創(chuàng)新交叉團(tuán)隊(duì)、中國(guó)博士后科學(xué)基金等聯(lián)合資助。
文章信息:
Ma, J., Z. Zhang, S. Hu*, C. Villanoy, X. Guo, F. Wang, and D. Hu, 2023: Observed interannual variability of the Kuroshio and Luzon Undercurrent associated with tropical and subtropical wind forcing. Progress in Oceanography, 219:103146. https://doi.org/10.1016/j.pocean.2023.103146.
附件下載:
魯公網(wǎng)安備37020202001323號(hào) | 古鎮(zhèn)口園區(qū)地址:青島市西海岸新區(qū)海軍路88號(hào) 南海路園區(qū)地址:青島市市南區(qū)南海路7號(hào) 科考船碼頭基地:青島市西海岸新區(qū)長(zhǎng)江東路8號(hào) |
郵編:266000 郵件:iocas@qdio.ac.cn 電話:0532-82898611 傳真:0532-82898612 |
