海洋所研究揭示棉蘭老-新幾內(nèi)亞匯聚區(qū)平衡態(tài)轉(zhuǎn)換動(dòng)力機(jī)制
近日,中國(guó)科學(xué)院海洋研究所海洋動(dòng)力與生態(tài)環(huán)境模擬與預(yù)報(bào)研究組基于建立的太平洋-印度洋區(qū)域海洋動(dòng)力模擬系統(tǒng)(MPIOS),揭示了局地季風(fēng)調(diào)控棉蘭老-新幾內(nèi)亞匯聚區(qū)不同平衡態(tài)之間發(fā)生季節(jié)轉(zhuǎn)換的動(dòng)力機(jī)制,并提出了匯聚區(qū)平衡態(tài)變化對(duì)上層印尼貫穿流(ITF)流量具有重要影響的新觀點(diǎn),研究成果發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Journal of Geophysical Research: Oceans。
棉蘭老流-新幾內(nèi)亞沿岸流/潛流在棉蘭老島以南,新幾內(nèi)亞島以北形成了棉蘭老-新幾內(nèi)亞匯聚區(qū),該區(qū)域不僅是維持西太平洋暖池?zé)崃Y(jié)構(gòu)的關(guān)鍵,其變化還對(duì)區(qū)域海洋動(dòng)力過(guò)程及全球氣候系統(tǒng)具有深遠(yuǎn)影響。過(guò)往觀測(cè)和簡(jiǎn)化模型研究指出,匯聚區(qū)內(nèi)存在入侵態(tài)(penetrating)、阻塞態(tài)(choking)及甩渦態(tài)(eddy-shedding)三種平衡態(tài)。然而,關(guān)于這些平衡態(tài)之間轉(zhuǎn)換的動(dòng)力機(jī)制尚不明確;作為ITF的關(guān)鍵源區(qū),該匯聚區(qū)平衡態(tài)的變化如何影響ITF流量仍不清楚。

圖1?匯聚區(qū)內(nèi)三種平衡態(tài)?[(a)入侵態(tài)、(b)阻塞態(tài)、(c)甩渦態(tài)]?示意圖。(d)MPIOS模式范圍及局地季風(fēng)實(shí)驗(yàn)區(qū)域示意圖。
研究團(tuán)隊(duì)建立的MPIOS模式準(zhǔn)確模擬出了匯聚區(qū)內(nèi)入侵態(tài)與阻塞態(tài)間的季節(jié)轉(zhuǎn)換以及甩渦態(tài)的發(fā)生過(guò)程。通過(guò)一系列局地季風(fēng)敏感性實(shí)驗(yàn),研究揭示了局地季風(fēng)通過(guò)相反的渦度輸入調(diào)控棉蘭老流與新幾內(nèi)亞沿岸流/潛流的相對(duì)強(qiáng)度,從而驅(qū)動(dòng)入侵態(tài)與阻塞態(tài)之間季節(jié)轉(zhuǎn)換。敏感性實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn),季風(fēng)向赤道移動(dòng)或者增強(qiáng)有利于甩渦態(tài)的出現(xiàn),進(jìn)而改變匯聚區(qū)內(nèi)平衡態(tài)的季節(jié)循環(huán)特征。進(jìn)一步分析表明,匯聚區(qū)平衡態(tài)通過(guò)調(diào)節(jié)棉蘭老流入侵蘇拉威西海的凈流量(Leakage)和返回太平洋的流量(Retroflection),顯著影響上300m層ITF流量的季節(jié)變化。

圖2 上:季風(fēng)經(jīng)向移動(dòng)及增強(qiáng)/減弱實(shí)驗(yàn),匯聚區(qū)經(jīng)向平均的海表高度時(shí)間-緯度分布。中:不同邊界條件情況下,季風(fēng)及年平均風(fēng)實(shí)驗(yàn),匯聚區(qū)經(jīng)向平均的海表高度時(shí)間-緯度分布。下:計(jì)算得到的棉蘭老流入侵蘇拉威西海凈流量(Leakage)、返回太平洋流量(Retroflection)及ITF流量季節(jié)變化。
該研究成果明確了局地季風(fēng)在棉蘭老-新幾內(nèi)亞匯聚區(qū)平衡態(tài)季節(jié)轉(zhuǎn)換中的關(guān)鍵動(dòng)力作用,深化了對(duì)雙西邊界流匯聚系統(tǒng)動(dòng)力過(guò)程的理解,并闡明了平衡態(tài)調(diào)控上層ITF季節(jié)變化的可能機(jī)制,為ITF季節(jié)變異提供了新的理論依據(jù)。
論文第一作者為中國(guó)科學(xué)院海洋研究所博士后李宇軒,中國(guó)科學(xué)院海洋研究所楊德周研究員、潛艇學(xué)院過(guò)武宏教授為論文共同通訊作者,合作作者包括尹寶樹(shù)研究員和印尼國(guó)家研究與創(chuàng)新署的Dwiyoga Nugroho研究員。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金委重大項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。
論文信息:
Li, Y., Guo, W.*, Yang, D.*, Xu, L., Gao, G., He, Z., et al. (2025). Local monsoon drives seasonal transition of equilibrium states in the Mindanao-New Guinea Confluence. Journal of Geophysical Research: Oceans, 130, e2024JC021943. https://doi.org/10.1029/2024JC021943.
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 |
