海洋所揭示遠(yuǎn)程風(fēng)場(chǎng)對(duì)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(guó)科學(xué)院海洋研究所大洋西邊界流動(dòng)力學(xué)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(jī)理。
大洋西邊界流動(dòng)力學(xué)課題組長(zhǎng)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(jī)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(biāo),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(hào)周期在90天左右,并從遠(yuǎn)程風(fēng)場(chǎng)強(qiáng)迫的角度揭示了該信號(hào)的產(chǎn)生機(jī)理。
研究發(fā)現(xiàn),90天季節(jié)內(nèi)信號(hào)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(hào)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(hào)具有不同的調(diào)控機(jī)理。將90天信號(hào)分解到正壓模態(tài)以及前三個(gè)斜壓模態(tài),發(fā)現(xiàn)表層信號(hào)受第一斜壓模態(tài)主導(dǎo),而中深層信號(hào)受正壓模態(tài)主導(dǎo)。這些結(jié)果說(shuō)明表層與中深層90天信號(hào)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(jì)結(jié)果表明,海表90天信號(hào)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(hào)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(hào)表現(xiàn)出與正壓羅斯貝海盆模相似的時(shí)空變化特征。風(fēng)應(yīng)力旋度強(qiáng)90天信號(hào)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(jìn)入南菲律賓海盆。進(jìn)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(jìn)而主導(dǎo)了該海域深層流的時(shí)間變化。該研究對(duì)深入理解西太平洋多形態(tài)季節(jié)內(nèi)變化現(xiàn)象與機(jī)理具有重要意義。

圖1基于帶通流速計(jì)算得到的90天季節(jié)內(nèi)信號(hào)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(chǎng)。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(biāo)表示從(a)中最東側(cè)黑色五角星開始計(jì)算的黑色五角星所對(duì)應(yīng)的距離。(a-j)中紅色五角星表示潛標(biāo)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(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)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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