海洋所定量揭示鹽度效應(yīng)在望加錫海峽貫穿流季節(jié)變化中的關(guān)鍵性作用
近日,中國(guó)科學(xué)院海洋研究所胡敦欣院士課題組在望加錫海峽貫穿流季節(jié)變化機(jī)制研究方面取得重要進(jìn)展,首次定量揭示了鹽度效應(yīng)機(jī)制在望加錫海峽貫穿流季節(jié)變化中的關(guān)鍵性作用。相關(guān)成果在國(guó)際期刊Geophysical Research Letters(一區(qū)TOP期刊,IF:5.2)發(fā)表。
望加錫海峽是連接印度洋和太平洋的主要通道,望加錫海峽貫穿流是印尼貫穿流的主要組成,其平均流量占印尼貫穿流總體積輸運(yùn)的77%,對(duì)印-太洋盆間物質(zhì)能量交換和全球氣候變化都具有重要作用。二十年前,Gordon等人(2003,Nature)率先提出了望加錫海峽貫穿流季節(jié)變化的淡水阻塞機(jī)制假設(shè),該科學(xué)假設(shè)被大量的后續(xù)研究引用和討論。但長(zhǎng)期以來(lái),對(duì)淡水阻塞/鹽度效應(yīng)機(jī)制的存在性和具體貢獻(xiàn)卻一直缺乏定量研究。為此,課題組胡石建團(tuán)隊(duì)將望加錫海峽長(zhǎng)期觀測(cè)和高分辨率數(shù)值模擬結(jié)合起來(lái),從望加錫海峽南北壓強(qiáng)梯度入手,定量研究了鹽度效應(yīng)在望加錫海峽貫穿流季節(jié)變化中的貢獻(xiàn)和機(jī)制。

印尼海域海表降雨(填色)、流場(chǎng)(黑色箭頭)和風(fēng)場(chǎng)(白色箭頭)以及表層鹽度的季節(jié)變化
研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)分析Arlindo和MITF(Monitoring ITF)觀測(cè)數(shù)據(jù)和GLORYS高分辨率模式數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)望加錫海峽貫穿流為南向流,在北半球冬季減弱,夏季增強(qiáng)。其中,在北半球冬季,望加錫海峽南側(cè)上層存在弱北向流和北向動(dòng)力高度梯度,同時(shí)受鹽容和熱容動(dòng)力高度梯度影響的;夏季則相反。定量來(lái)看,鹽容動(dòng)力高度貢獻(xiàn)了望加錫海峽海表動(dòng)力高度梯度季節(jié)變化的(69.6 11.7)%。海表鹽容動(dòng)力高度的季節(jié)變化與鹽度的季節(jié)變化密切相關(guān)。在北半球冬季,盛行西北季風(fēng),經(jīng)卡里馬塔海峽的淡水輸運(yùn)增強(qiáng),爪哇海局地降水增強(qiáng),海表鹽度降低,在望加錫海峽形成北向壓力梯度,望加錫海峽貫穿流減弱;夏季反之。

絕對(duì)動(dòng)力高度、海表動(dòng)力高度、熱容動(dòng)力高度和鹽容的動(dòng)力高度季節(jié)變化(a,b,c,d)和望加錫海峽南(4 S–2.8 S)北(2.8 S–2 N)差
該研究的定量分析結(jié)果既確認(rèn)了望加錫海峽貫穿流季節(jié)變化的淡水阻塞和鹽度效應(yīng)機(jī)制,也深化了對(duì)印尼貫穿流變異的動(dòng)力學(xué)認(rèn)識(shí),具有重要的科學(xué)意義和參考價(jià)值。
論文通訊作者為胡石建研究員,第一作者為博士研究生盧錫,合作者包括中國(guó)科學(xué)院海洋研究所官聰副研究員和王凡研究員、中山大學(xué)李明婷副教授和加州大學(xué)圣迭戈分校斯克利普斯海洋研究所Janet Sprintall博士。該研究得到了中國(guó)科學(xué)院創(chuàng)新交叉團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金、山東省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目支持。
論文信息:Lu, X., S. Hu*, C. Guan, Mingting, J. Sprintall, and F. Wang (2023), Quantifying the contribution of salinity effect to the seasonal variability of the Makassar Strait throughflow, Geophysical Research Letters, 50, e2023GL105991, doi:10.1029/2023GL105991.
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