海洋所揭示降水和鹽度效應(yīng)在印尼貫穿流多年代變化和長期趨勢中的重要作用
近日,中國科學院海洋研究所胡敦欣院士課題組胡石建研究員團隊與加州大學圣迭戈分校斯克利普斯海洋研究所Janet Sprintall博士合作,在印尼貫穿流多年代變化和長期趨勢研究方面取得重要進展,揭示了降水和鹽度效應(yīng)在印尼貫穿流多年代變化和長期趨勢中的重要作用。相關(guān)成果在Journal of Climate(一區(qū)TOP期刊,IF:4.9)發(fā)表。
印尼貫穿流是全球海洋中唯一連通熱帶大洋海盆的洋流,從太平洋向印度洋輸送大量的淡水和熱量,對全球海洋和氣候系統(tǒng)具有重要的影響。經(jīng)典理論認為印尼貫穿流主要由大尺度風場調(diào)控的印太壓力梯度驅(qū)動。近年來,胡石建研究員團隊發(fā)現(xiàn)降水變化和鹽度效應(yīng)在印尼貫穿流的季節(jié)、年際和年代變化中均發(fā)揮了重要作用。但是在全球變暖背景下,印尼貫穿流的多年代變化和長期趨勢具體如何、鹽度效應(yīng)發(fā)揮了怎樣的作用,卻不清楚。為此,研究團隊使用過去六十年(1958–2017)的多源溫鹽數(shù)據(jù),通過地轉(zhuǎn)流計算得到了長時間序列的印尼貫穿流體積輸運,并分離了溫度和鹽度效應(yīng)各自的貢獻,結(jié)合數(shù)據(jù)分析和理論診斷,探究了鹽度效應(yīng)在印尼貫穿流年代際變化和長期趨勢中發(fā)揮作用的機制。
研究團隊發(fā)現(xiàn),基于WOA18歷史水文數(shù)據(jù)計算得到的印尼貫穿流流量在過去六十多年中呈現(xiàn)顯著增強趨勢,而基于多源數(shù)據(jù)集合平均的印尼貫穿流的則表現(xiàn)出相對較弱的增強趨勢。熱容和鹽容部分均對印尼貫穿流的多年代變化和多年代趨勢做出了重要貢獻,其中印尼貫穿流的鹽容部分呈現(xiàn)出的顯著增強趨勢,與印尼貫穿流長期增強趨勢一致,這意味著鹽度效應(yīng)在印尼貫穿流長期趨勢中發(fā)揮了決定性作用。從海盆尺度來看,增強的印尼海降水導致的浮力強迫增強了印太海盆間的鹽容動力高度差,從而導致了鹽容印尼貫穿流和鹽度效應(yīng)的增強,最終導致了印尼貫穿流增強。
該研究成果既為回答全球變暖背景下印尼貫穿流多年代變化和長期趨勢如何提供了觀測證據(jù),也進一步充實了印尼貫穿流動力學理論,深化了對印尼貫穿流變異的認識,具有重要的意義和參考價值。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。該研究得到了國家自然科學基金等項目的支持。
論文信息:Lu, X., S. Hu*, and J. Sprintall, 2023: The role of precipitation and salinity effect in multi-decadal changes and long-term trends of the Indonesian Throughflow. Journal of Climate, 37, 1317–1331.

圖1. 印尼貫穿流地轉(zhuǎn)速度分布和體積輸運(114°E,8.5°S-22.5°S):(a,b)WOA18, (c,d)集合平均(IAP, Ishii, ORAS5, SODA和OFES)

圖2. 印尼海降水影響印尼貫穿流長期趨勢機制圖(1958–2017年間)
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