海洋所揭示遠程風場對南菲律賓海全水深流季節(jié)內(nèi)變化的調(diào)控作用
近日,Journal of Physical Oceanography期刊發(fā)表了中國科學院海洋研究所大洋西邊界流動力學研究組最新研究成果,揭示了菲律賓海全水深流季節(jié)內(nèi)變化的特征與調(diào)控機理。
大洋西邊界流動力學課題組長期從事西太平洋環(huán)流三維結(jié)構(gòu)及其多尺度變化規(guī)律研究,在西太平洋環(huán)流的多形態(tài)季節(jié)內(nèi)變化規(guī)律及其機制研究方面取得了一系列成果。本研究基于布放于南菲律賓海盆中部的兩套全水深潛標,發(fā)現(xiàn)這里的全水深流速都存在顯著的季節(jié)內(nèi)變化,最顯著的信號周期在90天左右,并從遠程風場強迫的角度揭示了該信號的產(chǎn)生機理。
研究發(fā)現(xiàn),90天季節(jié)內(nèi)信號能量占據(jù)亞慣性能量的62%,并且在中深層垂向上具有耦合的相位以及相似的振幅。超前滯后分析顯示,90天信號從海表至海底都為西向傳播,但相速度在垂向上具有差別,表層快,中深層慢(圖1)。在表層,西傳速度約為20 cm/s,這與第一斜壓羅斯貝波傳播速度近似。而深層相速度僅有6 cm/s左右,表明了其與上層信號具有不同的調(diào)控機理。將90天信號分解到正壓模態(tài)以及前三個斜壓模態(tài),發(fā)現(xiàn)表層信號受第一斜壓模態(tài)主導,而中深層信號受正壓模態(tài)主導。這些結(jié)果說明表層與中深層90天信號可能分別受到第一斜壓羅斯貝波與正壓羅斯貝波的調(diào)控。衛(wèi)星高度計結(jié)果表明,海表90天信號起源于南菲律賓海盆西南部的海洋,其特征與第一斜壓羅斯貝波一致(圖2)。中深層 90 天信號的西相傳播速度與正壓羅斯貝海盆模的相速度一致,基于再分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)深層 90 天信號表現(xiàn)出與正壓羅斯貝海盆模相似的時空變化特征。風應(yīng)力旋度強90天信號出現(xiàn)在南菲律賓海盆西南部海域,那里首先產(chǎn)生第一斜壓羅斯貝波,之后沿等位渦線西傳進入南菲律賓海盆。進一步,與南菲律賓海深海盆共振頻率相匹配的第一斜壓羅斯貝波觸發(fā)了正壓羅斯貝海盆模,進而主導了該海域深層流的時間變化。該研究對深入理解西太平洋多形態(tài)季節(jié)內(nèi)變化現(xiàn)象與機理具有重要意義。

圖1基于帶通流速計算得到的90天季節(jié)內(nèi)信號緯向相速度的垂向剖線

圖2(a-i)2022年2月1日至2022年6月1日帶通SLA水平場。黑色等值線表示5.5×10-9 m-1 s-1等位渦線。(j)帶通SLA沿5.5×10-9 m-1 s-1等位渦線的Hovm?ller圖。橫坐標表示從(a)中最東側(cè)黑色五角星開始計算的黑色五角星所對應(yīng)的距離。(a-j)中紅色五角星表示潛標位置。
論文第一作者為海洋所博士后徐勤博,通訊作者為張林林研究員。研究得到了國家自然科學基金等項目的資助。
論文信息:
Xu,Q.,& Zhang,L*. (2025). Intra-seasonal Variability of the Full-Depth Currents in the Southern Philippine Basin Driven by the Remote Wind. Journal of Physical Oceanography. https://doi.org/10.1175/JPO-D-25-0127.1
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