海洋所研究發(fā)現海槽尺度的東海陸坡逆流并提出其形成的理論機制
近日,海洋所尹寶樹研究團隊聯合美國斯克里普斯海洋研究所、美國伍茲霍爾海洋研究所的科研團隊在國際期刊?Journal of Geophysical Research: Oceans上發(fā)表最新研究成果,發(fā)現空間連續(xù)的海槽尺度東海陸坡深層逆流并提出其形成的動力學理論機制。
東海大陸坡位于沖繩海槽的西側邊界是西北太平洋溝-弧-盆體系中的關鍵組成部分,該區(qū)域伴隨著強烈的上升流和顯著的跨陸架水體交換,對東海的水文環(huán)境和物質輸運起著重要作用,是連接東海與西北太平洋的重要紐帶。歷史觀測資料顯示,東海陸坡諸多區(qū)域的黑潮主軸之下存在西南向流動(與黑潮流向相反的逆流)。然而,目前尚不清楚這些觀測到的逆流是局部的流場特征,還是更大尺度海槽環(huán)流的一部分,更不明確其形成機制。
本研究受歷史觀測資料啟發(fā),基于區(qū)域海洋模式系統(Regional Ocean Modelling System)的數值模擬結果,闡明了東海陸坡逆流的空間連續(xù)性,且為沖繩海槽深層氣旋式環(huán)流的一部分。在此基礎上,本研究通過海洋環(huán)流理論推導及一系列數值試驗,揭示了陸坡區(qū)域上升流的輻散效應為該逆流的核心驅動因子,逆流層水體的跨陸架入侵伴隨著上升流輻散效應驅動了沖繩海槽邊界的側向位勢渦度輸送,進而驅動了該深層環(huán)流。研究成果提出了西北太平洋溝-弧-盆復雜地形影響西邊界深層逆流形成的動力學理論機制,該理論指出在全球西邊界流下層都可能存在逆流,同時為海洋生物、生態(tài)、化學和地質等交叉學科的研究提供了動力理論支持。

東海陸坡逆流及其形成動力機制示意圖。其中,紅色箭頭代表上升流的輻散效應,黃色位勢渦度通量,藍色代表深層環(huán)流
論文第一作者為中國科學院海洋所崔煊博士,楊德周研究員與尹寶樹研究員為共同通訊作者,合作者包括美國斯克里普斯海洋研究所的Arthur J. Miller教授和美國伍茲霍爾海洋研究所的楊嘉巖教授,研究得到了國家自然基金、中國科學院戰(zhàn)略先導專項等資助。
論文信息:
Cui, X., Yang, D., Miller, A. J., Yin, B., &Yang, J. (2024). Trough-scale slope countercurrent over the East China Sea continental slope driven by upwelling divergence. Journal of Geophysical Research: Oceans, 129, e2023JC020743.
論文鏈接:https://doi.org/10.1029/2023JC020743
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